NL8103129A - Transparante siloxanemulsies. - Google Patents

Description

X

S 2348-1136 P & C

*

Transparante siloxanemulsies.

De uitvinding verschaft een systeem voor het emulgeren van cyclische en lineaire polysiloxanoliën onder verkrijging van transparante basis-produkten die gemakkelijk kunnen worden verwerkt tot kosmetische en medicinale produkten. Potentiële toepassingen voor transparante siloxan-5 emulsies op basis van water zijn ondermeer deodoranten, anti-transpiratie-middelen, huidverzorgingsprodukten, haarverzorgingsprodukten, vormlosmiddelen en anti-verstoppingsmiddelen, middelen voor het zacht maken van textiel, enz.

De werkwijze -van de uitvinding kan worden toegepast ter verschaffing 10 van heldere siloxanemulsies, waarbij de emulsies eerst bereid worden volgens de gebruikelijke siloxanemulsietechnologie. Deze gebruikelijke emulsies hebben normaliter een melkachtig of troebel voorkomen dat ongeschikt is voor vele kosmetische toepassingen. De onderhavige werkwijze kan ook worden toegepast voor het verschaffen van transparante emulsies uit vluchtige 15 cyclische siloxanen. Deze emulsies van vluchtige siloxanen verschaffen bijzonder geschikte kosmetische en medicinale produkten en de extra eigenschap van transparantheid verhoogt hun geschiktheid.

Voor de bekende transparante emulsies was men tot nu toe niet in staat een gunstige siloxantechnólogie te gebruiken. Deze emulsies zijn, voor zover 20 mogelijk, bereid als micro-eraulsies bestaande uit zeer kleine colloide- deeltjes die geëmulgeerd zijn in ca. 30 % minerale olie, 30-% emulgeermiddel en 40 % water. Hoewel de zeer kleine deeltjes een zekere mate van doorzichtigheid kunnen verschaffen, zijn deze micro-emulsies inherent onbevredigend daar ze een overmatig grote hoeveelheid van het emulgeermiddel 25 vereisen om een stabiel prodükt te verschaffen.

De siloxan en water bevattende emulsies van de uitvinding zijn in het bijzonder geschikt om te dienen als drager voor op de opperhuid aan te brengen middelen. De hier gebruikte uitdrukking "op de opperhuid aan te .;. . brengen middelen" heeft betrekking op preparaten die bij het aanbrengen 30 op bepaalde delen van het lichaam eigenschappen vertonen die in het algemeen als gunstig worden beschouwd? deze middelen omvatten een grote verscheidenheid van kosmetische, medische en farmaceutische materialen.

Er zijn vele typen kosmetische produkten die met voordeel in de vorm van een siloxanemulsie op de huid kunnen worden aangebracht, bijvoorbeeld 35 oogschaduwcrême, onderlaagmateriaal voor de gelaatsverzorging ("foundation"), rouge, lippenglans, maskara en "eyeliner", preparaten van het maskerings-type en rimpelcrème, bevochtigingsmiddelen, middelen voor het maskeren van 8103129 i 4 ( t - 2 - acne, ontharingsmiddelen, middelen voor het "verwijderen" van de nagelriem, enz.

Deze emulsies kunnen ook worden toegepast voor reinigingsdoeleinden en kunnen bijvoorbeeld shampo's, zepen, conditioneermiddelen of 5 bevochtigingsmiddelen zijn. Verder kan haarverf in een als drager dienende siloxan-wateremulsie worden toegepast.

Andere voorbeelden van kosmetische toepassingen zijn het .aanbrengen van parfum, eau de cologne en reukkussentj.es op het lichaam. Voorbeelden van in het bijzonder geschikte toepassingen zijn deodoranten en anti-10 transpiratiemiddelen.

Tot de vele medische toepassingen van een dergelijke, als drager dienende emulsie behoren middelen die toegepast worden bij het verlenen van eerste hulp, zoals brandzalf, en ^antiseptische middelen. Verder, kunnen bijvoorbeeld middelen voor het verwijderen van likdoorns, wratten 15 en eelt in een dergelijke, als drager dienende siloxan-wateremulsie met succes op de huid worden toegepast.

Uiteraard kan de consistentie van de siloxan-wateremulsie van de uitvinding binnen een ruim trajekt gevarieerd worden van een lotion* achtige consistentie tot "cold cream"-achtige pasta's en zalven van 20 het gel-type met een vaseline-achtige consistentie.

Het feit dat deze emulsies nu in transparante vorm kunnen worden bereid draagt bij aan de commerciële geschiktheid als kosmetische pro-dukten. Voor kosmetische toepassingen verdient een heldere drager gewoon-lijk de voorkeur boven tot nu toe verkrijgbare troebele emulsies.

25 Siloxanen zijn synthetische polymeren die gewoonlijk op commerciële schaal bereid worden uit chloorsilaan-monomeren en beschikbaar zijn in de vorm van tot vloeien in staat zijnde materialen, harsen en rubbergommen.

Van bijzonder belang voor de kosmetische industrie zijn die .polymeren welke verwerkt zijn tot emulsies, vetten, pasta's, enz. In deze samen-30 stellingen kan een grote verscheidenheid van materialen in kombinatie met de siloxanen worden toegepast.

Monomere chloorsilanen zijn zeer reaktieve, vluchtige materialen die gemakkelijk met voCht reageren onder vorming van siloxanen en chloorwater-stof als nevenprodukt. Derhalve worden deze materialen in aanwezigheid van 35 vocht beschouwd als corrosieve materialen die gevaarlijke eigenschappen bezitten en voorzichtig gehanteerd dienen te worden. Nadat deze materialen echter verwerkt zijn tot siloxanpolymeren, zijn ze neutraal en inert.

Siloxanen kunnen verder worden samengesteld met andere materialen ter verkrijging van diverse samenstellingen voor uiteindelijk gebruik en- vaak wordt- - 8103 129 -- --- · -......- - "............... .....’ ï « - 3 - het fysiologische effekt van de gerede samenstelling bepaald door de aard van de komponent die geen siloxan is.

De toxicologische eigenschappen van siloxanen zijn uitgebreid bestudeerd en gebleken is dat de vloeibare en harsachtige polymere 5 siloxanen als groep gewoonlijk een zeer geringe mate van toxiciteit bezitten. Vanuit een praktisch standpunt beschouwd zijn de gevaren die deze materialen opleveren, buitengewoon gering. Tot vloeien in staat zijnde siloxanpolymeren zijn het onderwerp geweest van plaatselijke huidirritatie-en huidsensitiveringsproeven, waarbij deze materialen veilig zijn gebleken.

10 De geringe mate van toxiciteit van siloxanen heeft zelfs geleid tot de aanvaarding en het succesvolle gebruik van tot vloeien in staat zijnde siloxanen bij medische en tandheelkundige toepassingen.

Tot vloeien in staat zijnde siloxanen verschaffen in het algemeen een voortreffelijke bescherming tegen irriterende stoffen die in water aan-15 wezig zijn, zoals sterke reinigingsmiddelen en andere schoonmaakmiddelen die in de huishouding worden toegepast. De chemische inertheid en de voortreffelijke waterafstoting van tot vloeien in staat zijnde siloxanen zijn de belangrijkste redenen van hun geschiktheid voor het vermijden van dermatitis. Siloxanen kunnen ook als zachtmakende middelen werken en een 20 aangenaam, niet-kleverig "aanvoelen" verschaffen. Superieure zonnébrand-lotions en -crèmes kunnen met siloxanen bereid worden, daar de tot vloeien in staat zijnde siloxanen dragers zijn voor het zonafschermende middel en bestand zijn tegen "afwassen" door baden of transpireren.

Men heeft in het verleden emulsies bereid die vluchtige cyclische 25 polysiloxanen bevatten, door toepassing van emulgeermiddelen zoals dodecyl-benzeensulfonzuur; deze systemen vereisen echter malen of homogeniseren teneinde de niet-mengbare fasen te emulgeren. Het is mogelijk om preparaten van dit type met tot slechts ca. 5 % vluchtige cyclische polysiloxanen te emulgeren, en emulsies van dit type zijn vaak toegepast voor het uitvoeren 30 van emulsiepolymerisatie van cyclische siloxanen zoals octamethyltetra-siloxan.

De Amerikaanse octrooiaanvrage 99.956 verschaft een werkwijze die het mogelijk maakt grotere concentraties cyclische polysiloxanen te emulgeren en tegelijkertijd de noodzaak tot malen of homogeniseren op te heffen. Verder 35 verschaft deze werkwijze stabiele emulsies van cyclische polysiloxanen, welke emulsies onder normale omstandigheden van opslag en toepassing gewoonlijk niet "breken", zelfs wanneer de concentratie van het vluchtige cyclische polysiloxan 80 % of meer bedraagt. De uitvinding verschaft methoden voor het transparant maken van deze emulsies". Deze transparantheid 8103 129 ( - 4 - is een bijzonder geschikte eigenschap voor produkten die op de consument ‘ gericht zijn, daar de emulsies ideaal kunnen worden gebruikt als dragers voor middelen die met voordeel op de huid van een gebruiker worden aangebracht.

5 Verder verschaft de uitvinding een systeem voor het emulgeren van vluchtige cyclische polysiloxanen die transparante materialen geven, welke gemakkelijk kunnen worden samengesteld tot vele produkten zoals anti-transpiratiemiddelen en deodoranten, enz. Andere potentiële toepassingen voor transparante, water en cyclisch polysiloxan bevattende emulsies 10 zijn huidverzorgingsprodukten zoals handlotions, huidverfrissïngsmiddelen, haarpreparaten en andere verzorgingshulpmiddelen. Zoals hierboven vermeld, verschaft de werkwijze volgens de uitvinding een middel voor het selectief variëren van de consistentie van deze emulsies', afhankelijk van het uiteindelijke doel van het produkt.

15 - Een verder voordeel is gelegen in het feit dat deze transparante siloxan-wateremulsies betrekkelijk vluchtige cyclische polisiloxanen kunnen bevatten, zodat de als drager dienende emulsie uiteindelijk van de huid verdampt en alleen het op de opperhuid aangebrachte kosmetische, medische of farmaceutische middel achterblijft. De bovenbeschreven voordelen, 20 die niet volgens de Amerikaanse octrooiaanvrage 99.956 verkregen worden, kunnen worden toegeschreven aan transparante emulsies die bereid zijn uit lineaire polysiloxanen.

De’uitvinding verschaft optisch jhéhdere siloxanemulsies, bevattende (A) een niet-transparante, siloxanolie ên water bevattende emulsie waarin 25 de discontinue fase van de emulsie een polydiorganosiloxanolle en de continue fase van de emulsie water is, welke emulsie verder een emulgeer-' middel of een mengsel van emulgeermiddelen bevat; en. (B) een met deze niet-transparante emulsie gekombineerde doelmatige hoeveelheid van een optisch regelmiddel dat deze niet-transparante emulsie optisch helder 30 maakt; de optische helderheid van de onder (A) genoemde niet-transparante siloxanemulsie wordt dus zodanig geregeld dat een. transparant materiaal verkregen wordt. De optische regelmiddelen, die deze siloxan-wateremulsies transparant maken, zijn in water oplosbare polyolen en polyethers. en mengsels van deze materialen. In het bijzonder de voorkeur verdienende 35 optische regelmiddelen kunnen worden gekozen uit glycerol,, sorbitol, polyalkyleenglycol, polyoxyalkyleenderivaten van propyleenglycol, gealko-xyleerde organische zuren en esters en methoxypolyethyleenglycol. De in water oplosbare polyolen die volgens de uitvinding als optische regelmiddelen worden toegépast,. omvatten ook polyether-blokpolymeren met functio— - 8103 129 - 5 - » nele aminogroepen en gepolyethoxyleerde kwatemaire ammoniumchloriden . andere geschikte optische regelmiddelen zijn ondermeer polydiorganosiloxanen die verder zijn gecopolymeriseerd met één van de bovengenoemde polyolen.

De hierboven genoemde, niet-transparante, siloxanolie en water bevattende 5 emulsies (A) kunnen volgens bekende methoden worden bereid onder toepassing van lineaire polydiorganosiloxanoliën zoals polydimethylsiloxan. Deze niet-transparante emulsies kunnen ook volgens de methoden van de bovengenoemde Amerikaanse octrooiaanvrage 99.956 worden bereid onder toepassing van vluchtige cyclische polydiorganosiloxanen als basis-siloxanolie. Nadat 10 de niet-transparante siloxan-wateremülsie bereid is, maakt de werkwijze volgens de uitvinding het mogelijk stabiele, optische heldere.jof transparante emulsies te verkrijgen door de niet-transparante emulsie te kombineren met een doelmatige hoeveelheid van het optische regelmiddel, dat bijvoorbeeld van het polyoltype is.

15 De zeer ruime toepasbaarheid van de uitvinding in de siloxanemulsie- technologie blijkt hieruit dat met de werkwijze van de uitvinding optisch heldere siloxanemulsies verkregen kunnen worden uit niet-transparante siloxan-emulsies die op de bovenbeschreven wijze bereid zijn en niet-ionogene, anionogene of kationogene emulgeermiddelen bevatten. Voorbeelden van geschikte 20 niet-ionogene emulgeermiddelen zijn geëthoxyleerde vetzuren, sorbitanesters, geëthoxyleerde sorbitanesters, geëthoxyleerde ethers en geëthoxyleerde alkyl-fenolen. Voorbeelden van geschikte anionogene emulgeermiddelen zijn alkyl— benzeensulfonzuren, alkylbenzeensulfonaten, alkylsulfaten, en geëthoxyleerde alkyl- of alkylarylsulfaten. Specifieke voorbeelden van anionogene emul-25 geermiddelen zijn dodecylbenzeensulfonzuur, natriumlaurylsulfaat en "Poly-step B-l" en "Polystep B-10*. Voorbeelden van geschikte kationogene emulgeermiddelen zijn kwatemaire ammoniumchloriden en gepolyëthoxyleerde kwaternaire ammoniumzouten. Bijzondere voorbeelden van deze emulgeermiddelen zijn "Arquad C-50", "Arquad 2 S-75", "Ethoquad C-25" en 30 'Ethoquad 0-25".

De samenstellingen van de uitvinding kunnen behalve een dergelijk-; optisch heldere siloxanemulsie een kosmetisch of medisch middel voor het aanbrengen op de opperhuid bevatten.

De bovenvermelde siloxan-wateremulsies worden door de werkwijze van de 35 uitvinding verschaft, volgens welke werkwijze men eerst: een niet-transparante, siloxanolie en water bevattende emulsie bereid volgens bekende emulgeringsmethoden, bijvoorbeeld mengen of homogeniseren, onder toepassing van de bovenbeschreven emulgeermiddelen, waarna de optische helderheid van de niet-transparante emulsie kan worden ingesteld onder verschaffing 8103129 • % l - 6 - van een optisch heldere emulsie door de niet-transparante emulsie te kombineren met een doelmatige hoeveelheid van een optisch regelmiddel.

Deze optische regelmiddelen kunnen bijvoorbeeld in de niet-transparante siloxanemulsie,:worden getitreerd totdat een optisch heldere emulsie is 5 verkregen. Het is echter ook mogelijk het optische middel vooraf door mengen in de samenstelling op te nemen ter verkrijging van een optisch heldere siloxanemulsie als eindprodukt.

VOORKEURSUITVOERINGSVORMBN

Stabiele transparante, siloxan en water bevattende emulsies, die 10 geschikt zijn voor kosmetische of medische toepassingen, kunnen door de uitvinding verschaft worden door uit te gaan van niet-transparante emulsies die bereid zijn uit lineaire of cyclische polysiloxan-vloeistoffen of -oliën.

Niet-transparante silöxanemulsies kunnen volgens de werkwijze van 15 de bovengenoemde Amerikaanse octrooiaanvrage 99.956 bereid worden uit cyclische polysiloxanen als uitgangsmaterialen.

Het uitgangsmateriaal voor de bereiding van de emulsie kan gevormd worden door 100 gew.dln. van een cyclisch polysiloxan of een kombinatie van cyclische polysiloxanen met de algemene formule van het formuleblad, 20 waarin n een getal met een waarde van 3-10 is en R een van de groepen -CH^, -(CH^^CH^, -CE^CE^CF^, of -C^H^ of een kombinatie van deze groepen voorstelt. De door deze formule voorgestelde polysiloxanen zijn bekend als vluchtige cyclische siloxanen en de eigenschap van vluchtigheid verleent voordelige eigenschappen aan de emulsie. Octamethyltetra-25 siloxan en decamethylpentasiloxan zijn vluchtige cyclische siloxanen die in het bijzonder geschikt zijn.

Het vluchtige cyclische polysiloxan wordt gekombineerd met een emul-geermiddel en water onder vorming van een siloxan-watereraulsie. De volgorde van mengen van de bestanddelen is niet kritisch; men kan echter bijzonder 30 bevredigende resultaten verkrijgen wanneer het emulgeermiddel en het water gemengd worden tot een "voormengsel" waaraan het vluchtige cyclische polysiloxan wordt toegevoegd.

Bij voorkeur wordt het cyclische polysiloxan toegevoegd aai een voormengsel dat bestaat' uit ca. 50-200 gew.dln. water en 100 gew.dln. van één 35 of meer emulgeermiddelen, verwarmd totdat een uniform mengsel is verkregen.

Dit "voormengsel" is geschikt voor het bereiden van een pasta-achtige siloxan-wateremulsie; indien echter een vloeibaardere of lotion-achtige consistentie gewenst is, kan de hoeveelheid water 2000 gew.dln. of meer per 100 gew.dln. van de emulgeermiddelen bedragen. De-emulgeermiddelen kunnen - 8103129 •J « - 7 - niet-ionogeen-anionogeen, katianogeen of amfoteer zijn; van bijzonder belang zijn sterk geëthoxyleerde, niet-ionogene emulgeermiddelen.

Geëthoxyleerde vetzuren/ geëthoxyleerde en niet-geëthoxyleerde sorbitan-esters, geëthoxyleerde alkylfenolen en geëthoxyleerde ethers verschaffen 5 de beste resultaten voor het verkrijgen van emulsies van vluchtige siloxanen.

Voorbeelden van emulgeermiddelen die toegepast kunnen worden voor het bereiden van de siloxan-wateremulsies van de uitvinding zijn: 1) geëthoxyleerde vetzuren zoals: 10 polyoxyethyleen(8)stearaat polyoxyethyleen(40)stearaat polyoxyethyleen(50)stearaat 2) sorbitanesters zoals: sorbitanmonolauraat 15 sorbitanmonopalmitaat sorbitanmonostearaat sorbitantristearaat sorbitanmonooleaat sorbitantrioleaat 20 3) geëthoxyleerde sorbitanesters zoals: polyethyleen(20)sorbitanmonolauraat polyethyleen(4) sorbitanmonolauraat polyethyleen (20) sorbitanmonopalmitaat polyethyleen (20) sorbitanmonostearaat 25 polyethyleen(20)sorbitantristearaat polyethyleen(20)sorbitanmonooleaat polyethyleen(5) sorbitanmonooleaat polyethyleen(20)sorbitantriolaat 4) geëthoxyleerde ethers zoals: 30 polyethyleen(4) laurylether polyethyleen(23)laurylether polyethyleen(20)cetylether polyethyleen(10)stearylether polyethyleen(20)oleylether, en 35 5) geëthoxyleerde alkylfenolen zoals: (alkylfenoxypolyethyleenglycol) (C8H17C6H4> (OCWn0® C»S 9036-19-5 (C9H19C6E4> ^2=¾1 n® 40 CSS 26-27-38-3.

81 03 1 2 9 _ «

* V

- 8 -

Ca. 15-50 gew.dln. van dit "voormengsel" van emulgeermiddel en water worden toegevoegd per 100 gew.dln. van het cyclische polysiloxan wanneer een pasta-achtige siloxan-wateremulsie gewenst is.

Tot ca. 1000 gew.dln. "voormengsel" kunnen worden toegevoegd per 5 100 gew.dln. van het vluchtige cyclische polysiloxan ter verschaffing van een lotion-achtig produkt met lage viscositeit.

Door regeling van de verschillende proces-parameters, zoals het gehalte aan vluchtig cyclisch polysiloxan, emulgeermiddel en water, alsmede de mate van mengen, is het mogelijk de consistentie van het produkt te 10 beïnvloeden. De siloxan-wateremulsie kan bereid worden in de vorm van een lotion alsmede in de vorm van een pasta of een materiaal met een crèmeachtige consistentie, en kan ook bereid worden in de vorm van een visceuzer materiaal, namelijk een zalf of gel. Elk van deze consistenties wordt uiteraard gekozen in afhankelijkheid van de gewenste uiteindelijk toepassing 15 van het produkt.

Deze siloxan-wateremulsies zijn geschikt als drager voor het aanbrengen van 0,1-20.000 gew.dln. van één of meer op de opperhuid aan te brengen middelen per 100 gew.dln. van de emulsie.

Dit ruime, trajekt omvat 'zowel de produkten die bestaan uit bijna 20 zuivere siloxan-wateremulsie met daarin een geringe hoeveelheid op de opperhuid aan te brengen middel als andere produkten met slechts een geringe hoeveelheid siloxan-wateremulsie. Het hier bedoelde op de opperhuid aan te brengen middel heeft betrekking op een toevoegsel van kosmetische of medicinale aard dat in het algemeen gunstige resultaten geeft bij uitwendig 25 aanbrengen op de huid van een gebruiker. De siloxan-wateremulsie van de uitvinding_is in het bijzonder zeer geschikt als_drager voor het aanbrengen van een deodorant of anti-transpiratiemiddel op het lichaam.

Het "voormengsel" van water en emulgeermiddel wordt verschaft door te roeren onder matige verwarming totdat een uniform mengsel is verkregen, 30 waarna men het cyclische polysiloxan toevoegt en langzaam mengt zonder dat het nodig is te malen of te homogeniseren. Uiteraard kan men desgewenst · malen en homogeniseren, en de hier gebruikte uitdrukking "mengen" omvat mede deze methoden. De hier gebruikte uitdrukking "mengen" omvat dus een continu proces waarbij bijvoorbeeld een Wemer-Pfleiderer machine wordt 35 toegepa'st, waarin afzonderlijke stromen van de komponenten gedoseerd in een verwerkingsinrichting met dubbele schroef kunnen worden gevoerd. Evenzo verschaffen, een met hoge snelheid werkende Henschel-menger,· :.een "sonolator" homogeniseerinrichting met een vibrerend riet en een eenvoudig vat, dat voorzien is van een mechanische roer-turbineschoep, bevredigende "resultaten.

8103 129 * * - 9 - t

Vervolgens wordt het mengsel van siloxan,· water en emulgeermiddel bij 20°-80°C krachtig geroerd totdat een emulsie met een gewenste consistentie verkregen is. Desgewenst kan een anti-bacteriëel middel, zoals formaline, worden toegevoegd.

5 In een roestvrij stalen beker van 2 1, die voorzien is van een verhittings- plaat, een mechanische lucht-roerder en een thermometer, wordt een "voormengsel" van het water en het emulgeermiddel bereid door deze materialen samen toe te voegen, op ca. 20°-80°C en bij voorkeur op 65°-75°C te verwarmen en Λ te roeren onder verkrijging van een uniform mengsel wanneer 10 alle vaste stof gesmolten is. Vervolgens worden de vluchtige cyclische polysiloxanen, bijvoorbeeld octamethyltetrasiloxan of tetramethylpentasiloxan of een kombinatie waarvan deze of andere materialen, langzaam aan het waterige "voormengsel" toegevoegd en krachtig geroerd bij ca 30°-80°C en bij voorkeur 50°-60°C totdat een uniforme, vet-achtige emulsie gevormd is. Men kan een 15 geringe hoeveelheid formaline toevoegen wanneer het produkt eenmaal uniform is teneinde bacteriële werkzaamheid te voorkomen. In tegenstelling tot vele gebruikelijke siloxanemulsies is noch colloid-malen noch homogenisering vereist om deze emulsies te bereiden, maar deze middelen kunnen desgewenst worden toegepast.

20 In. plaats hiervan kan de niet-transparante siloxan-wateremulsie bereid worden met lineaire polysiloxanoliën. Zo kan bijvoorbeeld een tot vloeien in staat zijnd polymethylsiloxan met eindstandige trimethylsilylgroepen met de bovengenoemde emulgeermiddelen en water geëmulgeerd worden door mengen of homogeniseren of door toepassing van een colloidmolen.

25 In beide gevallen kan de consistentie van de emulsie geregeld worden door de toegevoegde hoeveelheid water. Bij een hoeveelheid water van 15-20 % bezit de emulsie een vet-achtige consistentie, maar een verdere hoeveelheid water verlaagt de viscositeit van het systeem tot een lotionachtige consistentie en nog meer water kan worden toegepast om een 30 emulsie met lage viscositeit te bereiden. De siloxan-wateremulsies van de uitvinding zijn volledig dispergeerbaar in water.

Tevens kan de consistentie van de samenstelling verder gemodificeerd worden door de toegevoegde hoeveelheid polysiloxanen. Hoe groter de hoeveelheid siloxan des te dikker en vet-achtiger de emulsie is. Verlaging 35 van de verhouding tussen polysiloxanen en water verschaft een dunnere emulsie.

De emulgeermiddelen zelf beïnvloeden de consistentie van het produkt.

Een vast emulgeermiddel zoals polyoxyethyleen (40} stearaat maakt de emulsie dikker en vet-achtiger, terwijl een vloeibaarder emulgeermiddel bijdraagt 8103129 9 v % - 10 - aan het verschaffen van een lotion-achtig produkt.

Zoals uit het bovenstaande blijkt, kan een grote verscheidenheid van emulsiesamenstellingen verkregen worden door variatie van de volgende proces-parameters: de concentratie van het water, het cyclische polysiloxan 5 of het emulgeermiddel, en het type emulgeermiddel, ongeacht of dit een vast of vloeibaar materiaal is.

De bovenvermelde emulsies bezaten in het algemeen een ondoorzichtig ui terlijk en waren soms melkachtig of troebel. De continue fase van een dergelijke emulsiesysteem is in het algemeen de waterige fase. Derhalve 10 is de discontinue fase in het algemeen een colloidaal mengsel van oliebollet j es en verschillende gekozen emulgeermiddelen. Het is in het algemeen bekend dat emulgeermiddelen een hypofiel gedeelte, dat aangetrokken wordt door de oliebolletjes, en'ëen hydrofiel gedeelte, dat er toe bijdraagt dat de emulsie niet "breekt", bevatten. De uitvinding maakt gebruikt 15 van het feit dat er twee verschillende fasen in deze emulsiesysternen aanwezig zijn, teneinde nieuwe transparante emulsies te verschaffen.

De uitvinding verschaft transparante emulsies door in gebruikelijke siloxanemulsies een doelmatige hoeveelheid van een verbinding op te nemen die hier wordt aangeduid als "middel voor het regelen (instellen) van de 20 optische index". Deze optische middelen zijn oplosbaar in de waterfase van het emulsiesysteem, waardoor het optische milieu van de hierin aanwezige colloïden veranderd wordt. Wanneer deze optische middelen langzaam aan deze emulsies worden, .toegevoegd, is het daardoor mogelijk waar te nemen dat de emulsie geleidelijk transparanter wordt. De toevoeging 25 van een optisch middel kan bij ieder gewenst eindpunt worden beëindigd; ook kan men kwalitatieve proeven toepassen om het punt van de grootste optische helderheid te bepalen. Aangenomen wordt dat deze optische middelen him werking uitoefenen door'het verschil in optische index van de twee verschillende fasen te regelen totdat ze overeenkomen, 30 waardoor het materiaal transparant wordt, maar het is zeer wel mogelijk dat een ander mechanisme of een kombinatie van mechanismen optreedt.

De hoeveelheid optisch regelmiddel die nodig is om een bepaalde niet-transparante siloxan-wateremulsie transparant te maken, hangt af van verschillende faktoren en wordt waarschijnlijk van geval tot geval bepaald.

35 Als algemene regel kan gegeven worden dat hoe meer water in de continue fase aanwezig is, des te meer in water oplosbaar optisch regelmiddel vereist is. Aangenomen wordt dat in de meeste gevallen tenminste 1 gew.dl. en waarschijnlijk ten hoogste 100 gew.dln. optisch middel per 100 gew.dln. niet-transparante siloxanemulsie nodig zijn. In de meeste gevallen is het '8103 129 ... ____________ - 11 - betrekkelijk gemakkelijk het optische middel door "titreren" toe te voegen op basis van "trial and error", eenvoudig door de toevoeging te beëindigen zodra een heldere emulsie is verkregen. Wanneer eenmaal de voor een bepaalde emulsiesarnenstelling vereiste hoeveelheid optisch middel bekend is, is 5 het een betrekkelijk eenvoudige zaak om het optische middel in de samenstelling op te nemen ter verkrijging van een transparant eindprodukt, zonder dat een verdere regeling nodig is.

De middelen voor het instellen van de optische index worden in het algemeen gekozen uit een groep van verbindingen die hier als polyolen worden 10 aangeduid. Volgens de gebruikelijke betekenis heeft de naam "polyol" betrekking op alkoholen met drie of meer hydroxylgroepen. Volgens de hier gebruikte betekenis omvat de naam "polyol" ook materialen die niet drie hydroxylgroepen bevatten maar in in ieder geval sterk geëthoxyleerd zijn, zoals hieronder verder wordt besproken.

15 De middelen voor het regelen van de optische index, die in de samen stelling en volgens de werkwijze van de uitvinding kunnen worden toegepast, zijn zeer talrijk en worden, zoals hierboven vermeld, in het algemeen aangeduid als polyolen. Tot deze optische middelen behoren de polyolen volgens de gebruikelijke betekenis, zoals glycerol en sorbitol. Voorbeelden van 20 andere optische middelen zijn de polymere glycolen zoals de polyolen van het "Ucon"-type. "Ucon" is een merknaam van Union Carbide Corporation voor polyalkyleenglycolen, bereid uit epoxyethaan-epoxypropaancopolymeren met willekeurige verdeling van de eenheden en met één enkele hydroxylgroep aan het uiteinde van de keten. Een andere groep van geschikte optische 25 middelen zijn de "Pluronics", een merknaam van BASF-Wyandotte Corporation.

Deze "Pluronics" worden gevormd door een reeks niet-ionogene hifunctionele blok-polymeren met eindstandlge primaire hydroxylgroepen en met een molekuulgewicht uiteenlopende van 1000 tot meer dan 15.000; deze materialen zijn polyoxyalkyleenderivaten van propyleenglycol. Deze polyolen van het 30 "Pluronic"-type bezitten twee hydroxylgroepen, één aan ieder uiteinde. Voorbeelden van andere optische middelen zijn geëthoxyleerde organische zuren en esters zoals polyethyleenglycol-stearaat (PEG-40; stearaat). Een andere groep van optische middelen worden gevormd door de "Carbowax"-reeks (een merknaam van Union Carbide voor polyethyleenglycolen en methoxypoly-35 ethyleenglycolen). Deze "Carbowax"-materialen zijn in het algemeen polymeren die in hoofdzaak bestaan uit oxyethyleen-eenheden en bevatten twee hydroxylgroepen. Eveneens geschikt als optische middelen zijn siloxan-copolymeren, waarin de copolymere eenheden gekozen zijn uit in water oplosbare polyolen.

8103129 - 12 - ψ \

Verder behoren ook twee andere groepen van verbindingen tot deze optische middelen: de "Tetronic"-reeks (een merknaam van BASF) .wordt gevormd door niet-ionogene polyether-hlokpolymeren met amine-functionaliteit. De andere groep wordt gevormd door de "Ethoquad"-reeks (een merknaam van Armour 5 Industrial Chemical Company) : dit zijn gepolyëthoxyleerde kwatemaire ammoniumchloriden. Een extra voordeel van deze "Ethoquads" is gelegen in het feit dat ze niet alleen transparante emulsies verschaffen maar ook gebruikt kunnen worden voor desinfectering, hetgeen in het bijzonder nuttig is wanneer het emulsieprodukt bestemd is voor medicinaal .of kosmetische 10 gebruik.

Al deze polyolmaterialen dragen bij aan het aanvoelen van de siloxan-emulsies door verhoging van het bevochtigend vermogen. Deze eigenschappen zijn in het bijzonder geschikt in huidverzorgingsprodukten.

VOORBEELD I

15 In een roestvrijstalen beker, die voorzien was van een verhittingsplaat, een mechanische lucht-roerder en een thermometer, bracht men water en bepaalde emulgeermiddelen of mengsels. Het mengsel van water en emulgeer-middel werd op 30°-35°C gehouden en geroerd ter verkrijging van een uniform mengsel, waarbij alle vaste stof gedispergeerd was. Vervolgens werden de 20 gekozen cyclische j polysiloxanen langzaam aan het waterige systeem toegevoegd en werd krachtig geroerd onder verkrijging van uniforme emulsies. Nadat de emulsie van water en cyclisch polysiloxan gevormd was, werd een middel voor het regelen van de optische index langzaam toegevoegd totdat een transparante siloxanemulsie verkregen was. In monsters 1 tot en met 4 25 gebruikte men glycerol of sorbitol als middel voor het instellen van de optische index. De viscositeit werd bij 25°C met een Brookfield viscometer bepaald.

Monster.. 1 12 -3 4

Materiaal___. % %_%_% 30 Octamethyltetrasiloxan 59,06 66,5 61,8 56,8

Polysorbaat-20 5,52 6 3,9 6,8

Polysorbaat-85 -- — 3,9 PEG-40 stearaat 3,94 0,2 — —

Sorbitanlauraat 1,57 — 3,9 2,5 35 Octylfenoxy POE (7) ethanol — 0,2

Water 21,65 20,6 20,1 23,5

Dodecylnatriumsulfaat 0,39 0,5 1,1 0,6

Glycerol 7,87 6

Sorbitol (70 %'s oplossing) — — _ 3,9 9,8 8103 129 * \ - 13 -

Monster 1234

Materiaal _%_%_% %

Oliezuur — — 0,7 T.E.A. -- — 0,7 5 Eigenschappen

Uiterlijk Lotion Lotion Pasta Vloeistof

Viscositeit 8750 cp. 2300 cp. 905.000cp 1000 cp.

De consistentie van de gerede transparante emulsie werd . geregeld door de keuze en de gebruikte hoeveelheid van de emulgeermiddelen. Verder 10 kan een emulsie als monster 2 gehomogeniseerd worden zonder het systeem te "breken” en het afscheiden van de cyclische oliën te bewerkstelligen.

VOORBEELD II

Transparante emulsies met lineaire siloxanen als basisolie werden op de volgende wijze verkregen: de gekozen emulgeermiddelen en siloxan-15 oliën werden zonder water gemengd in een roestvrijstalen beker die voorzien was van een verhittingsplaat, een roerder en een thermometer. Het mengsel van emulgeermiddel en olie werd geroerd en op 40°-50°C verwarmd. Vervolgens werd een hoeveelheid water toegevoegd onder vorming van een dik "voormengsel*. Alleen in het geval van monster 8 werd tevens een deel van het glycerol 20 aan het "voormengsel" toegevoegd. Vervolgens werd het "voormengsel" onder druk in een colloidmolen gemalen onder verkrijging van een stijve vetachtige pasta. De druk in de colloidmolen bedrieg ca. 138 kPa. De druk hangt volledig af van de viscositeit van de pasta en is een flexibele proces-parameter. Normaliter bedraagt de druk ca. 34,5-207 kPa. Verder 25 kan een homogeniseerinrichting in plaats van een colloidmolen gebruikt worden. De vet-achtige pasta werd vervolgens verdund met het resterende water dat zonodig een bactericide kan bevatten. Nadat de pasta in water was gedispergeerd, werd langzaam een middel voor het instellen van de optische index toegevoegd onder verkrijging van een heldere/transparante 30 emulsie.

8103129

ff V

- 14 -

Monster j 5 6 .7 8

Materiaal , %_%_ %__%_ 100 cstk. dimethylpolysiloxanolie 21,43 21,43 54,4 71,96 350 cstk. dimethylpolysiloxanolie 21,43 21,43 5 Trimethylnonylpolyethyleenglycol- ether 0,91 1,04

Octylfenoxypolyethoxyethanol 0,91 1,04 — —

Polysorbaat 80 — — 3,9 4,6

Sorbitanlauraat — — 0,8 0,86 10 Dodecylnatriumsulfaat — 0,36 — 0,29

Water 26,28 26,03 18,7 13,32

Natriumzout van alkylaryl- polyethersulfonaat 0,36

Formaline 0,07 0,07 — — 15 Natriumbenzoaat 0,036 0,036 —

Glycerol 28,574 28,564 — —

Sorbitöloplossing (70%) — v — 22,2 —

Eigenschappen

Oi ter lijk Vloeistof.. Vloeistof Vloeistof Smeervet 20 Viscositeit 1.139 cp. 690 cp. 1560 cp. 36000 cp.

VOORBEELD III

Men bereidde 100 g van een polysiloxan bevattende emulsie door een voldoende hoeveelheid water te mengen met octamethylcyclotetrasiloxan en een anionogeen capillairaktief middel, dodecylbenzeensulfonzuur. Vervolgens 25 werd het mengsel gehomogeniseerd onder vorming van een emulsie. De polymerisatie vond plaats door gedurende ca. 2-3 uren op een temperatuur boven ca. 75°C te verwarmen. Na afkoelen bereikte, het polymeer een evenwichtstoestand, d..w.z. een uiteindelijk gewenst molekuulgewicht; normaliter kan het polymeer geneutraliseerd worden met een aminoverbinding zoals tri.ethanol-30 amine. Aan 100 g van deze emulsie voegde men 5Q g "piuronic L-101" toe en na mengen verkreeg men een stabiele transparante siloxanemulsie-lotion.

VOORBEELD IV

Men bereidde een transparante siloxanemulsie-lotion onder toepassing van een siloxan-copolymeer als optisch regelmiddel. Men bereidde een 35 %'s 35 siloxanemulsie uit een dimethylsiloxanolie van 60,000 centistokes en een mengsel van gepolyëthoxyleerde alkylarylverbindingen als emulgeermiddelen.

Aan 10Ó g van het mengsel werd een kombinatie van optische regelmiddelen, bestaande uit 50 g polysorbaat-20 en 20 g van een siloxan-copolymeer, toegevoegd. Het siloxan-copolymeer bezat de algemene formule M^3^20^' waar;*-n M' 8103129 - 15 - (CH3)2O0 5Si—CH2CH2CH2COOH, D (CH3)2SiO en T CH3Si01 5 voorstelt, en was veresterd met een mengsel van "Ucon 50 HB 2000" en "ücon 50 HB 660".

VOORBEELD V

Men bereidde een hard transparant vet door 64 gew.% decamethylpenta-5 siloxan te kombineren met 10 % polysorbaat-80 en 5 % PEG-40 stearaat.

Deze bestanddelen werden onder matige verwarming gemengd totdat ze alle waren gesmolten en een uniform mengsel was verkregen, waarna een oplossing, bestaande uit 20 gew.% water en 1 gew.% dodecylnatriumsulfaat (betrokken op het gewicht van het totale mengsel), aan het mengsel werd toegevoegd.

10 Na mengen verkreeg men een harde, heldere, vet-achtige emulsie. In dit voorbeeld gebruikte men PEG-40 stearaat als optisch regelmiddel en het bleek dat de volgorde van toevoeging voor wat betreft het optische middel het uiteindelijke produkt niet beïnvloedde.

VOORBEELD VI

15 Een heldere amberkleurige siloxanemulsie-lotion werd verkregen door 57 gew.% octamethyltetrasiloxan te mengen met 7 gew.% polysorbaat-20 en 2,6 % sorbitanlauraat. Aan het verkregen mengsel voegde men 0,5 % dodecylnatriumsulfaat en 23,5 % water toe. Vervolgens werd het optische regelmiddel, dat gevormd werd door 9,3 % sorbitoloplossing (d.w.z. 70 % sorbitol 20 in water), aan het mengsel toegevoegd en er werd gemengd tot de heldere amberkleurige lotion verkregen was.

VOORBEELD VII

Men bereidde eerst een niet-transparante siloxanemulsie, die geschikt was om als kosmetische crème te worden gebruikt, op de volgende wijze: 25 aan 37 gew.dln. polydimethylsiloxanolie met een viscositeit van 100 centipoise voegde men 2,6 gew.dln. polysorbaat-80, 0,5 gew.dl. sorbitanlauraat, 0,1 gew.dl. natriumbenzoaat, 33 gew.dln. water en 0,05 gew.dl. "Givgard DXN" als bactericide toe. Deze bestanddelen werden gemengd onder vorming van een niet-transparante crême-emulsie die transparant werd gemaakt door toevoe-30 ging van 26 gew.dln. (betrokken op het gewicht van het totale mengsel) "Ucon 50-HB 2000" als optisch regelmiddel (een epoxyethaan-epoxypropaanpoly-ether met eindstandige hydroxygroepen, verkregen uit een butoxy-uitgangs-materiaal). De uiteindelijke transparante crème bezat een viscositeit van 55.000 centipoise.

8103129

Claims (24)

1. Werkwijze voor het bereiden van optische heldere siloxanemulsies uit niet-transparante siloxanemulsies, met het kenmerk dat men een niet-transparante siloxanolie en water bevattende emulsie bereidt door kombinatie 5 van een discontinue fase van polydiorganosiloxanolie met een continue waterfase en een emulgeermiddel of een mengsel van emulgeermiddelen; en de optische helderheid van de niet-transparante emulsie regelt door de niet-transparante emulsie te kombineren met een doelmatige hoeveelheid van een optisch regelmiddel,dat gekozen wordt uit in water oplosbare polyolen 10 en polyethers en de niet-transparante emulsie optisch helder maakt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat men als polydiorganosiloxanolie polydimethylsiloxan gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat men een niet-ionogeen emulgeermiddel gebruikt, welk emulgeermiddel gekozen 15 wordt uit geëthoxyleerde vetzuren, sorbitanesters, geëthoxyleerde sorbitan-esters, geëthoxyleerde ethers en geëthoxyleerde alkylfenolen.

4. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat men een anionageen emulgeermiddel gebruikt, welk emulgeermiddel gekozen wordt uit aikylbenzeensulfonzuren, alkylbenzeensulfonaten, alkylsulfaten en 20 geëthoxyleerde alkyl- of alkylarylsulfaten.

5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat men een kationogeen emulgeermiddel gebruikt, welk emulgeermiddel gekozen wordt uit kwaternaire ammoniumchloriden en gepolyëthoxyleerde kwatemaire ammonium-zouten.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk dat men als optisch regelmiddel glycerol, sorbitol, een polyalkyleenglycol, een polyoxyalkyleenderivaat van propyleenglycol, een geëthoxyleerd organisch zuur, een geëthoxyleerde ester, methoxypolyethyleenglycol, een polyether-blokpolymeer met aminefunctie of een gepolyëthoxyleerd kwaternair ammonium-30 chloride gebruikt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk dat het optische regelmiddel verder gecopolymeriseerd is met éen polydiorganosiloxan.

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7r met het kenmerk dat men het optische regelmiddel toepast in een hoeveelheid van 1-100 gew.dln. per 35 100 gew.dln. van de siloxan-watéremulsie.

9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk dat men de niet-transparante emulsie bereidt-onder toepassing van ëén of meer vluchtige cyclische polydiorganosiloxanen.

10>. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk dat men de niet- 8103 129 - 17 - ψ transparante emulsie bereidt onder toepassing van één of meer lineaire polydiorganosiloxanen.

11. Werkwijze volgens conclusies 1-10, met het kenmerk dat men een op de opperhuid aan te brengen middel in de siloxanemulsie opneemt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk dat men een kosmetisch of medicinaal middel toepast.

13. Optisch heldere siloxanemulsie, gekenmerkt door: (A) een niet-transparante siloxanolie-wateremulsie, bevattende een discontinue fase van polydiorganosiloxanolie, een continue waterfase 10 en een emulgeermiddel of een mengsel van emulgeermiddelen; en (B) een doelmatige hoeveelheid van een optisch regelmiddel dat gekozen is uit in water oplosbare polyolen en polyethers en de niet-transparante emulsie optisch helder maakt.

14. Emulsie volgens conclusie 13, met het kenmerk dat de polydiorgano-15 siloxanolie polydimethylsiloxan is.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 of 14, gekenmerkt door een niet-ionogeen emulgeermiddel, en wel één of meer van de volgende materialen: geëthoxyleerde vetzuren, sorbitanesters, geëthoxyleerde sorbitanesters, geëthoxyleerde ethers en geëthoxyleerde alkylfenolen.

16. Emulsie volgens conclusie 13 of 14, gekenmerkt door een anionogeen emulgeermiddel, en wel één of meer van de volgende materialen: alkylbenzeen-sulfonzuren, alkyIbenzeensulfonaten, alkylsulfaten en geëthoxyleerde alkyl-of alkylarylsulfaten.

17. Emulsie volgens conclusie 13 of 14, gekenmerkt door een kationogeen 25 emulgeermiddel, en wel één of meer van de volgende materialen: kwatemaire t ammoniumchloriden en gepolyëthoxyleerde kwatemaire ammoniumzouten.

18. Emulsie volgens conclusies 13-17, met het kenmerk dat het optische regelmiddel glycerol, sorbitol, een polyalkyleenglycol, een polyoxyalkyleen-derivaat van alkyleenglycol, een geëthoxyleerd organisch zuur, een geëthoxy- 30 leerde ester, methoxypolyethyleenglycol, een polyether-blokpolymeer met aminefunctie of een gepolymethoxyleerd kwatemair ammoniumchloride is.

19. Emulsie volgens conclusie 18, met het kenmerk dat het optische regelmiddel verder gecopolymeriseerd is met een polydiorganosiloxan.

20. Emulsie volgens conclusies 13-19, met het kenmerk dat de hoeveelheid 35 optisch regelmiddel 1-100 gew.dln. per 100 gew.dln. siloxan-wateremulsie bedraagt.

21. Emulsie volgens conclusies 13-20, met het kenmerk dat de siloxanolie-wateremulsie één of meer vluchtige cyclische polydiorganosiloxanen bevat.

22. Emulsie volgens conclusies 13-20,. met het kenmerk dat de siloxanolie- 4 8103129 - 18 - * »* » ' wateremulsie één of meer lineaire polydiorganosiloxanen bevat.

23. Emulsie volgens conclusies 13-22, gekenmerkt door een op de opperhuid aan te brengen middel.

24. Emulsie volgens conclusie 23, met het kenmerk dat het op de opper-5 huid aan te 'brengen middel een kosmetisch of medicinaal middel is. 8103129 S 2348-1136 - Bijlage 4 ƒ General Electric Company . *> CH 3 -- Si - O -- R n 8103129 \ ' __.