ES2297733T3 - Composiciones de limpieza de sulfosuccinato hidratantes, suaves. - Google Patents
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Abstract
Una composición de limpieza acuosa que comprende: i) un alquil etoxisulfosuccinato de cadena media que tiene una longitud de cadena alquílica promedio entre 10 y 14 átomos de carbono, y un grado de etoxilación promedio entre 1 y 5, ii) un tensioactivo anfótero, iii) un alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga que tiene una longitud de cadena alquílica promedio entre 16 y 18 átomos de carbono, en la que el componente iii) de alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga está presente en la composición a un nivel desde el 0, 1% hasta el 6% basándose en el peso total del componente i) de alquil etoxisulfosuccinato de cadena media.
Description
Composiciones de limpieza de sulfosuccinato
hidratantes, suaves.
La presente invención se refiere a composiciones
de limpieza suaves que tienen propiedades en uso deseables tal como
la formación de espuma, que proporcionan beneficios de hidratación y
acondicionamiento excelentes para el cabello y la piel y que son
estables en almacenamiento.
Las composiciones de limpieza que son suaves con
el cabello y la piel y se consideran que proporcionan los atributos
sensoriales que los consumidores asocian con la piel y el cabello
hidratados y sanos, se han vuelto cada vez más populares en los
últimos años.
Aunque se han propuesto diversos sistemas de
tensioactivo suaves como la base de tales composiciones de
limpieza, existe generalmente un equilibrio entre la suavidad de
una composición y su capacidad para producir una espuma rica
abundante. En consecuencia, cuando se usan tensioactivos suaves, los
formuladores con frecuencia aumentan en contenido total en
tensioactivo para superar esta deficiencia de espuma. Esto no sólo
afecta de manera adversa a la economía de la composición sino que
esto también puede reducir la suavidad de la composición, ya que la
capacidad de un tensioactivo para interaccionar con las proteínas
presentes en el cabello y la piel depende de la concentración total
de tensioactivo además de otros factores. Además, las altas
concentraciones de tensioactivos también pueden interferir con la
administración eficaz de agentes de acondicionamiento insolubles
para el cabello y la piel que se desea incorporar en las
composiciones de champú hidratantes.
Por tanto, sigue existiendo una necesidad de
composiciones de tensioactivo que sean suaves para el cabello y la
piel y que además sean eficaces en lo que se refiere a la producción
de una espuma rica, abundante sin la necesidad de usar niveles
excesivos de tensioactivo en la composición y que sean sumamente
compatibles con los agentes de acondicionamiento insolubles para el
cabello.
Al estudiar una variedad de composiciones de
limpieza suaves, se ha encontrado que las mezclas binarias de
ciertos alquil etoxisulfosuccinatos y tensioactivos anfóteros usados
solos o en combinación adicional con alquil etoxisulfatos y otros
tensioactivos pueden proporcionar bases de limpieza para la piel y
champú sumamente eficaces y suaves. Sin embargo, estas basen tenían
estabilidad en almacenamiento sumamente variable e imprevisible.
Algunas combinaciones se volvieron muy viscosas, formando incluso
geles durante el almacenamiento y eran inaceptables por los
consumidores, mientras otras que tenían lo que parecía ser la misma
composición "nominal", no. Con el aumento de esta
inestabilidad en almacenamiento, algunas composiciones fueron más
difíciles de espesar para lograr una viscosidad aceptable
especialmente cuando se emplearon niveles relativamente inferiores
de tensioactivos.
Amplios estudios y análisis químicos indicaron
que la interacción de los productos de hidrólisis del tensioactivo
de sulfosuccinato con el tensioactivo anfótero era la responsable
del espesamiento anómalo en almacenamiento. Además, se encontró
ventajoso incluir una cantidad limitada de alquil
etoxisulfosuccinatos que tienen una longitud de cadena alquílica
igual a o superior a 16 átomos de carbono para mejorar la
estabilidad de la espuma y especialmente la textura del producto.
Sin embargo, la incorporación de una cantidad demasiado grande de
alquil etoxisulfosuccinatos de cadena larga tuvo un efecto
perjudicial pronunciado sobre la estabilidad en almacenamiento,
especialmente en condiciones de almacenamiento a alta temperatura.
Estos hallazgos proporcionan la base para fabricar composiciones de
limpieza para la piel y champú factibles empleando tensioactivos de
sulfosuccinato en combinación con un tensioactivo anfótero. Estas
combinaciones tienen la ventaja de proporcionar composiciones muy
suaves que no comprometen la espuma son
eficaces y económicas y son sumamente compatibles con los agentes de acondicionamiento para el cabello y la piel.
eficaces y económicas y son sumamente compatibles con los agentes de acondicionamiento para el cabello y la piel.
Estas y otras ventajas de las composiciones
descritas en el presente documento se aclararán a partir de la
descripción de la invención.
Se han considerado las siguientes patentes y
publicaciones:
El documento WO93/25650 describe concentrados de
tensioactivo sumamente concentrados (30 - 90%) que incluyen un
alquil poliglucósido y una cantidad eficaz de un agente de ajuste de
la viscosidad seleccionado del grupo constituido por electrolitos
orgánicos e inorgánicos. Se mencionan ácidos carboxílicos y sus
sales como electrolitos orgánicos.
La patente estadounidense número 4.668.422
describe composiciones a base de alquil poliglucósidos y
tensioactivos anfóteros con pequeñas cantidades opcionales de
tensioactivo aniónico. Se describen cloruro de sodio y cloruro de
amonio como agentes viscosantes, es decir, materiales que aumentan
la viscosidad de la composición.
La patente estadounidense número 4.839.098
describe un detergente lavavajillas líquido que está constituido
esencialmente por alquil glucósido y dialquil sulfosuccinato. Se
describe cloruro de amonio como un regulador de la viscosidad.
La patente estadounidense número 6.165.454
describe un procedimiento de baja energía para fabricar productos
para el cuidado del cabello que incluyen un tensioactivo aniónico,
una silicona insoluble en agua y un agente de estabilización
acrílico.
La patente estadounidense número 6.306.805
describe composiciones de tensioactivos que incluyen un tensioactivo
catiónico, un tensioactivo aniónico y un tensioactivo
intermedio.
La presente invención busca mejoras sobre las
deficiencias en la técnica conocida. Entre el uno o más problemas
tratados se incluye la inestabilidad en almacenamiento.
La invención objeto proporciona una composición
que es suave para el cabello y la piel, tiene formación de espuma
excelente y es sumamente eficaz en lo que se refiere al contenido
total en tensioactivo relativamente bajo requerido.
De manera más específica, la composición acuosa
suave incluye:
- i)
- un alquil etoxisulfosuccinato de cadena media que tiene una longitud de cadena alquílica promedio entre aproximadamente 10 y aproximadamente 14 átomos de carbono y un grado de etoxilación promedio entre aproximadamente 1 y aproximadamente 5,
- ii)
- un tensioactivo anfótero,
- iii)
- un alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga que tiene una longitud de cadena alquílica promedio de entre aproximadamente 16 y aproximadamente 18 átomos de carbono,
en la que el componente iii) de
alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga está presente en la
composición a un nivel desde aproximadamente el 0,1% hasta
aproximadamente el 6% basándose en el peso total del componente i)
de alquil etoxisulfosuccinato de cadena
media.
En una segunda realización preferida de la
invención, la mezcla ternaria de sulfosuccinato de cadena
media/sulfosu-
ccinato de cadena larga/tensioactivo anfótero se combina además con otro tensioactivo o tensioactivos aniónico(s) que contiene(n) preferiblemente al menos un tensioactivo que es un alquil etoxisulfato.
ccinato de cadena larga/tensioactivo anfótero se combina además con otro tensioactivo o tensioactivos aniónico(s) que contiene(n) preferiblemente al menos un tensioactivo que es un alquil etoxisulfato.
Tal como se usa en el presente documento % o %
en peso se refiere al porcentaje en peso de un ingrediente en
comparación con el peso total de la composición o componente que se
está tratando.
Excepto en los ejemplos de operación y
comparativos, o cuando por lo demás se indique de manera explícita,
todos los números en esta descripción que indican cantidades de
material o condiciones de reacción, propiedades físicas de
materiales y/o uso debe entenderse que están modificados por el
término "aproximadamente". Todas las cantidades son en peso de
la composición final, a menos que se especifique lo contrario.
Debe observarse que para especificar cualquier
intervalo de concentración, cualquier concentración superior
particular puede asociarse con cualquier concentración inferior
particular.
Para evitar dudas, la expresión "que
comprende" pretende significar "que incluye" pero no
necesariamente "que está constituido por" o "compuesto
de". En otras palabras, no es necesario que las opciones o etapas
enumeradas sean exhaustivas.
La presente invención se refiere a composiciones
suaves adecuadas para la limpieza del cabello y la piel humanos. La
composición incluye un sistema de tensioactivo y diversos
complementos opcionales y aditivos para el cuidado de la piel y/o
el cabello. Estos componentes se tratan en detalle a
continuación.
El sistema de tensioactivo está compuesto de la
combinación de dos clases de tensioactivos esenciales: una clase
incluye tensioactivos aniónicos de alquil etoxisulfosuccinato, y la
otra clase incluye tensioactivos anfóteros.
El tensioactivo aniónico de alquil
etoxisulfosuccinato es preferiblemente el semiéster que tiene la
fórmula general:
en la que R es un grupo alquilo de
cadena lineal o ramificada, X es un número que representa el grado
de etoxilación promedio, y está entre aproximadamente 1 y
aproximadamente 5, y M y M' son cationes monovalentes que pueden
ser iguales o diferentes entre sí. Los cationes preferidos son iones
de metal alcalino tales como sodio o potasio, iones amonio o iones
alcanolamonio tales como iones monoetanolamonio o
trietanolamonio.
Sorprendentemente, se ha encontrado ventajoso
emplear una mezcla de alquil etoxisulfosuccinatos compuesta de una
cantidad mayor de un alquil etoxisulfosuccinato de cadena media y
una cantidad menor de un alquil etoxisulfosuccinato de cadena
larga.
Los alquil etoxisulfosuccinatos de cadena media
se definen en el presente documento como sulfosuccinatos en los que
la longitud de cadena promedio de la cadena alquílica lineal o
ramificada, denominada R_{MC}, es de entre aproximadamente 10 y
aproximadamente 14 átomos de carbono.
Los alquil etoxisulfosuccinatos de cadena larga
se definen en el presente documento como sulfosuccinatos en los que
la longitud de cadena promedio de la cadena alquílica lineal o
ramificada, denominada R_{LC}, es de entre aproximadamente 16 y
aproximadamente 18 átomos de carbono.
El nivel del componente de alquil
etoxisulfosuccinato de cadena larga presente en la composición debe
ser un nivel de desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente
el 6% basándose en el peso total del alquil etoxisulfosuccinato de
cadena media, preferiblemente a un nivel entre aproximadamente el
0,2% y el 5%, y lo más preferiblemente entre aproximadamente el
0,3% y aproximadamente el 5%. Se ha encontrado que los niveles de
sulfosuccinatos de cadena larga que se encuentran por debajo del
límite inferior de aproximadamente el 0,1% con respecto al
sulfosuccinato de cadena media no son eficaces para proporcionar una
viscosidad inicial mejorada ni para mejorar la estabilidad de la
espuma. Por el contrario, los niveles de sulfosuccinatos de cadena
larga que son superiores a aproximadamente el 5% con respecto al
sulfosuccinato de cadena media, producen un aumento inaceptable de
la viscosidad en almacenamiento prolongado, especialmente
almacenamiento a temperatura elevada y no permiten mantener la
viscosidad tras el almacenamiento en su viscosidad inicial.
La expresión "viscosidad inicial" se
refiere a la viscosidad de la composición después de haberse
preparado y almacenado a temperatura ambiente (aproximadamente 25 -
27ºC) durante una cantidad de tiempo suficiente para permitir
alcanzar el equilibrio. Generalmente, se permite que la muestra
alcance el equilibrio durante la noche (15 - 24 h) antes de
registrar la viscosidad inicial.
Mediante la expresión "mantener la viscosidad
tras el almacenamiento en su viscosidad inicial" quiere decirse
que la viscosidad de la composición tras el almacenamiento no es
obviamente diferente para un observador sin experiencia en el
transcurso del uso normal de la composición. Para lograr este nivel
de "mantenimiento" de la viscosidad generalmente se requiere
que la viscosidad tras el almacenamiento no varíe (es decir,
aumente) en más de aproximadamente el 75% de su valor inicial, y
preferiblemente sea aproximadamente el 65% de su valor inicial. Por
tanto, el nivel de sulfosuccinato de cadena larga se elige para
lograr una viscosidad inicial deseada sin superar el umbral
superior de inestabilidad en almacenamiento. Sin embargo, el nivel
exacto depende de la composición específica empleada. Por ejemplo,
pueden usarse niveles superiores de sulfosuccinatos de cadena larga
cuando el sulfosuccinato de cadena media total presente es
relativamente bajo (por ejemplo, el 2 - 3% en peso de la
composición).
Tal como se conoce bien, es conveniente usar
como indicador de la estabilidad en almacenamiento a largo plazo,
pruebas de almacenamiento en condiciones aceleradas en las que la
composición de prueba se expone a una temperatura superior. En el
presente contexto se prefiere que la composición mantenga su
viscosidad tras el almacenamiento a 49ºC durante un mínimo de
aproximadamente 4 semanas de almacenamiento y lo más preferiblemente
durante un mínimo de aproximadamente 11 semanas de
almacenamiento.
Un alquil etoxisulfosuccinato de cadena media
especialmente preferido es el lauroíl etoxisulfosuccinato, también
conocido como lauril étersulfosuccinato y un sulfosuccinato de
cadena larga especialmente preferido es palmitoil
etoxisulfosuccinato.
El nivel de tensioactivo de alquil
sulfosuccinato de cadena media presente en la composición puede
estar en el intervalo desde aproximadamente el 1% hasta
aproximadamente el 20% en peso de la composición, de manera
preferible aproximadamente del 1% a aproximadamente el 10%, y lo más
preferiblemente desde aproximadamente el 1,5% hasta aproximadamente
el 7% de la composición.
Algunas veces es conveniente preparar la mezcla
deseada de sulfosuccinatos de cadena media y de cadena larga
sintetizando el alquil etoxisulfosuccinato a partir de una
combinación de los etoxilatos de alcohol de longitud de cadena
apropiada. En este caso, la mezcla de alquil etoxisulfosuccinato
resultante puede analizarse para confirmar que se consigue la
proporción deseada de las especies de cadena media y de cadena
larga. Los inventores han usado para este análisis cromatografía
líquida convencional con un detector de espectrómetro de masas.
Específicamente se ha encontrado que funciona bien la HPLC en fase
inversa convencional que utiliza una columna de octadecil silano
con elución en gradiente mediante agua-metanol
acoplada con un espectrómetro de trampa iónica de tipo LCQ de
Finnigan (ionización por electropulverización).
El segundo componente esencial del sistema de
tensioactivo es un tensioactivo anfótero.
Un tensioactivo anfótero especialmente preferido
es un tensioactivo de betaína que tiene la siguiente fórmula
química general:
en la que R1 es un grupo alquilo o
bien uno alquil amidoalquilo. El grupo alquilo en cada caso pude ser
un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 8 - 18
átomos de carbono, preferiblemente 10 - 16 átomos de carbono y lo
más preferiblemente 10 - 14 átomos de carbono. Las betaínas
disponibles incluyen oleíl betaína, caprilamidopropil betaína,
lauramidopropil betaína, isoestearilamidopropil betaína, y
coco-imidoazolinio
betaína.
Las betaínas particularmente preferidas son
lauril o coco betaína, y lauril o coco-amidopropil
betaína. El término "lauril" se refiere predominantemente a un
ácido graso de longitud de cadena C_{12} mientras que coco se
refiere a una mezcla de ácidos grasos de longitud de cadena C_{12}
y C_{14}.
Un segundo tipo de tensioactivo anfótero
adecuado es una hidroxisultaína (nombre CTFA para una sulfobetaína
que tiene el grupo hidroxipropil sulfonato) que se forma
generalmente a partir de la reacción de una amina terciaria con
epiclorohidrina y un bisulfito. Su fórmula general es:
en la que R1 es un grupo alquilo o
bien uno alquilamidoalquilo. El grupo alquilo en cada caso puede ser
un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene 8 - 18
átomos de carbono, preferiblemente 10 - 16 átomos de carbono y lo
más preferiblemente 10 - 14 átomos de carbono. Las sultaínas
disponibles comercialmente incluyen: lauril hidroxisultaína,
seboamidopropil hidroxisultaína, erucamidopropil hidroxisultaína y
alquil éter hidroxipropil
sultaína.
Las hidroxisultaínas preferidas son coco y
laurilamidopropil hidroxisultaína y coco-amidopropil
hidroxisultaína.
Otra clase de tensioactivos anfóteros se forma
mediante la reacción de imidazolina con ácido cloroacético. Esta
clase incluye los anfoacetatos grasos y los anfodiacetatos grasos
que tienen la fórmula general mostrada a continuación. Estos
materiales se conocían formalmente como anfoglicinatos y
anfocarboxiglicinatos, respectivamente.
en la que R es una cadena alquílica
de cadena lineal o ramificada que tiene de 10 a 16 átomos de carbono
y R2 es H o bien un
-CH2-COOH.
Los anfoacetatos preferidos son coco y
lauro-anfoacetato y los anfodiacetatos preferidos
son lauro y coco-anfodiacetato.
Otros tensioactivos anfóteros menos preferidos
incluyen anfocarboxipropionatos grasos
C_{10}-C_{16} y anfopropionatos grasos
C_{10}-C_{16}.
Otra clase de tensioactivos anfóteros es el
óxido de amina graso tal como el óxido de laurildimetilamina. Estos
tensioactivos se han clasificado por diversos expertos como
tensioactivos "no iónicos", tensioactivos "catiónicos" y
tensioactivos "anfóteros". El grupo N-óxido es una base débil
que tiene una pk_{b} de aproximadamente 9. Por tanto, a pH de 5
aproximadamente el 50% de las moléculas existen como la especie
N^{+}-OH positiva, mientras que a pH 6,5 sólo
aproximadamente el 3% existe como la especie cargada positivamente.
Para los fines de la presente invención, los óxidos de amina grasos
se clasifican como tensioactivos anfóteros.
El nivel de tensioactivo anfótero presente en la
composición puede estar en el intervalo desde aproximadamente el 1%
hasta aproximadamente el 20% en peso de la composición, de manera
preferible aproximadamente del 1% a aproximadamente el 10%, y lo
más preferiblemente desde aproximadamente el 1,5% hasta
aproximadamente el 5,5% de la composición.
La proporción de tensioactivo de sulfosuccinato
de cadena media a tensioactivo anfótero está preferiblemente en el
intervalo desde aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 1:2, más
preferiblemente desde aproximadamente 1,5:1 hasta aproximadamente
1:1,25, y lo más preferiblemente desde aproximadamente 1,5:1 hasta
aproximadamente
1:1.
1:1.
Una variedad de tensioactivos opcionales que son
adecuados para limpiar la piel y el cabello humanos también puede
incluirse en la composición siempre que no comprometan excesivamente
la suavidad de la composición. Estos incluyen tensioactivos
aniónicos tales como acil isetionatos, alquil sulfatos, alquil
etoxisulfatos, sarcosinatos grasos, alquil tauratos y diversos
amidocarboxilatos a base de aminoácidos; tensioactivos no iónicos
tales como etoxilatos de alcohol, amidas grasas, alquil
(poli)sacáridos y alquil glucamidas; y tensioactivos
catiónicos tales como aminas grasas de cadena larga y aminas
etoxiladas grasas de cadena larga.
Un tensioactivo opcional particularmente
preferido es un alquil etoxisulfato que tiene la fórmula general
R3-(O-CH_{2}-CH_{2}-)_{x}-OSO_{3}M
en la que R3 es un grupo alquilo
que tiene una cadena alquílica lineal o ramificada. El grupo alquilo
puede contener 8 - 20 átomos de carbono, preferiblemente 10 - 18
átomos de carbono y lo más preferiblemente 12 - 15 átomos de
carbono. "X" representa el contenido en óxido de etileno
promedio por molécula de tensioactivo y puede estar en principio en
el intervalo desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 10,
preferiblemente desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 5 y
lo más preferiblemente entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente
3,5.
"M" representa un catión, preferiblemente
un catión monovalente, y lo más preferiblemente ion sodio, amonio o
alcanolamonio.
El alquil etoxisulfato puede estar presente en
la composición en una cantidad que oscila desde aproximadamente el
1% hasta aproximadamente el 25%, de manera preferible
aproximadamente del 4% a aproximadamente el 12%, y lo más
preferiblemente de aproximadamente el 4% a aproximadamente el 8%
basándose en el peso total de la composición.
El contenido total en tensioactivo de las
composiciones de la presente invención puede oscilar entre
aproximadamente el 1% en peso y aproximadamente el 30% en peso. Sin
embargo, puesto que las composiciones están dirigidas al uso final
de limpieza de cabello y piel por los consumidores y no como
concentrados, el contenido en tensioactivo es de manera preferible
de aproximadamente el 3% a aproximadamente el 25% y lo más
preferiblemente de aproximadamente el 4% a aproximadamente el
15%.
El pH de la composición oscila de manera
deseable entre aproximadamente 5 y aproximadamente 7,
preferiblemente entre aproximadamente 6 y aproximadamente 6,5 y lo
más preferiblemente entre aproximadamente 6,1 y aproximadamente
6,4.
También es preferible lograr una capacidad
tamponante de ácido adecuada para resistir los cambios de pH, ya
que se ha encontrado que esto mejora la estabilidad física en
almacenamiento de la composición.
La capacidad tamponante de ácido se define como
el número de moles de ácido (por ejemplo, protones o iones
hidronio) que pueden añadirse a un litro de la composición para dar
como resultado una disminución del pH en un 1 unidad de pH. La
capacidad tamponante de ácido puede medirse mediante valoración de
la composición de prueba (generalmente una dilución de 10 veces)
con una disolución patrón de un ácido fuerte tal como HCl usando un
electrodo de pH. En la práctica, se ha encontrado que la capacidad
tamponante de ácido de la composición es al menos aproximadamente
0,01 moles de ion hidronio, preferiblemente al menos aproximadamente
0,02 moles, y lo más preferiblemente al menos aproximadamente 0,03
moles por litro de la composición.
Puede usarse una variedad de pares ácido/base
como el sistema tampón tal como se conoce bien en la técnica. Los
tampones particularmente adecuados son ácido cítrico neutralizado
con hidróxido de sodio o de amonio y poli(ácido acrílico)
neutralizado con hidróxido de sodio o de amonio.
Además del ácido sulfosuccínico, se ha
encontrado que los electrolitos que proporcionan ciertos cationes
solubles también pueden mejorar la estabilidad de las mezclas de
tensioactivo de sulfosuccinato/tensioactivo anfótero durante el
almacenamiento a alta temperatura. Además, estos electrolitos
también ayudan a evitar un aumento inaceptable de la viscosidad de
las composiciones durante el almacenamiento, lo que parece ser una
propiedad inusual de las mezclas de tensioactivo anfótero y
sulfosuccinato. Tales electrolitos son ingredientes opcionales
útiles en la presente invención.
Los electrolitos preferidos que van a emplearse
en la presente invención son aquellos que se disocian completamente
en el líquido y cuyos iones constituyentes se disuelven
completamente. Por tanto, los electrolitos preferidos no precipitan
como especies diferentes con otros componentes de la
composición.
Los electrolitos preferidos son aquellos que son
altamente solubles en las composiciones de la invención y son los
más eficaces en la administración de los cationes requeridos, y no
tienen por sí mismos un efecto adverso sobre la suavidad, el pH o
la solubilidad de otros ingredientes de la formulación.
Se prefieren especialmente sales solubles en
agua de iones inorgánicos monovalentes, especialmente sales de
amonio, sodio y en menor grado de potasio. Ésta incluyen los
cloruros, sulfatos, carbonatos y diversas sales de ácidos orgánicos
débiles, tales como citratos, glicolatos, succinatos y sales de
acrilato/poliacrilato y mezclas de los mismos.
El anión del electrolito no debe ser
preferiblemente por sí mismo una molécula de tensioactivo que puede
producir micelización en agua a los niveles empleados en la
composición a medida que esto reduce enormemente su disponibilidad
en la disolución. Por tanto, si el anión es una molécula orgánica,
preferiblemente no debe tener una cadena de hidrocarburo no
sustituido superior a aproximadamente 5 átomos de carbono.
Los más preferidos son el cloruro, citrato y
poliacrilato de sodio y amonio y sus mezclas.
El nivel exacto de electrolito requerido para
mantener la viscosidad de la composición en su valor inicial (en el
sentido tratado anteriormente) depende de los constituyentes de la
composición y sus niveles. En particular, el nivel del catión
depende del porcentaje en peso total del tensioactivo de
sulfosuccinato utilizado en la composición. El nivel de electrolito
debe ser superior a o igual a aproximadamente el 1% en peso de la
composición, preferiblemente al menos aproximadamente el 1,5% y lo
más preferiblemente al menos aproximadamente el 2%.
Las composiciones de esta invención también
pueden contener uno o más agentes de acondicionamiento seleccionados
de agentes de acondicionamiento de silicona y agentes de
acondicionamiento distintos de silicona.
El agente de acondicionamiento presente en las
composiciones en forma de gotas o particulada, que puede ser de
naturaleza líquida, semisólida o sólida, siempre que estén
sustancialmente dispersos de manera uniforme en el producto
completamente formulado. Cualquier gota de agente de
acondicionamiento aceitoso está presente preferiblemente como gotas
líquidas o bien semisólidas, más preferiblemente como gotas
líquidas.
Las composiciones de la presente invención
pueden incluir además un agente de acondicionamiento de silicona en
concentraciones eficaces para proporcionar beneficios de
acondicionamiento para la piel y el cabello. Tales concentraciones
oscilan entre aproximadamente el 0,01% y aproximadamente el 5%,
preferiblemente entre aproximadamente el 0,1% y aproximadamente el
5%, y lo más preferiblemente entre aproximadamente el 0,1% y
aproximadamente el 3%, en peso de las composiciones de champú.
Los agentes de acondicionamiento de silicona son
preferiblemente siliconas no volátiles e insolubles en agua, pero
también pueden utilizarse siliconas volátiles y solubles en agua.
Normalmente, la silicona estará entremezclada en la composición de
manera que está en forma de una fase discontinua, separada de
partículas insolubles, dispersas, también denominadas gotas. Estas
gotas están normalmente suspendidas con un agente de suspensión
opcional que se describe a continuación en el presente documento. La
fase de agente de acondicionamiento de silicona puede comprender un
agente de acondicionamiento fluido de silicona y también puede
comprender otros ingredientes, tales como una resina de silicona
para mejorar la eficacia de la deposición de fluido de silicona o
potenciar el aspecto brillante (especialmente cuando se emplean
siliconas de alto índice de refracción).
Las siliconas adecuadas incluyen
polidiorganosiloxanos, en particular polidimetilsiloxanos que tienen
la denominación CTFA dimeticona. También son adecuados para su uso
en las composiciones de la invención (particularmente champús y
acondicionadores) los polidimetilsiloxanos que tienen grupos
terminales hidroxilo, que tienen la denominación CTFA
dimeticonol.
También son adecuadas para su uso en las
composiciones de la invención las gomas o resinas de silicona que
tienen un ligero grado de reticulación, tal como se describen por
ejemplo en el documento WO 96/31188. En el caso de las aplicaciones
al cabello, estos materiales pueden conferir cuerpo, volumen y
estilismo al cabello, así como buen acondicionamiento en seco y en
húmedo. Los ejemplos de tales materiales son aquellos ofrecidos por
General Electric como GE SS4230 y GE SS4267. Las resinas de silicona
disponibles comercialmente se suministrarán generalmente en una
forma disuelta en un fluido de silicona no volátil o volátil de baja
viscosidad pero también pueden usarse como emulsiones
preformadas.
Otra categoría de agente de acondicionamiento de
fluido de silicona insoluble, no volátil son las siliconas de alto
índice de refracción, que tienen un índice de refracción de al menos
aproximadamente 1,46, preferiblemente al menos aproximadamente
1,48, más preferiblemente al menos aproximadamente 1,52, lo más
preferiblemente al menos aproximadamente 1,55. El índice de
refracción del fluido de polisiloxano generalmente será inferior a
aproximadamente 1,70, normalmente inferior a aproximadamente 1,60.
En este contexto, el "fluido" de polisiloxano incluye aceites
así como gomas. Los fluidos de polisiloxano de alto índice de
refracción contienen una cantidad suficiente de sustituyentes que
contienen arilo para aumentar el índice de refracción hasta el nivel
deseado, que se describió anteriormente.
La viscosidad de la silicona emulsionada es por
sí misma (no la emulsión o la composición final de acondicionamiento
para la piel o el cabello) normalmente al menos de 100 g/cm^{2}
(10.000 cst), preferiblemente al menos 600 g/cm^{2} (60.000 cst),
lo más preferiblemente al menos 5000 g/cm^{2} (500.000 cst),
idealmente al menos 10000 g/cm^{2} (1.000.000 cst).
Preferiblemente la viscosidad no supera los 100000 g/cm^{2}
(10.000.000 cst) para facilitar la formulación.
Las siliconas emulsionadas para su uso en las
composiciones de la invención tendrán normalmente un tamaño de gota
de silicona promedio que oscila entre aproximadamente 0,1 \mum y
aproximadamente 100 \mum. Para las aplicaciones de champú es
preferible un tamaño de gota de silicona más pequeño, generalmente
inferior a 30 \mum, preferiblemente inferior a 20 \mum, más
preferiblemente inferior a 10 \mum. Por el contrario, para las
aplicaciones de lavado corporal puede emplearse un tamaño de gota
mayor, que oscila entre aproximadamente 50 \mum y
aproximadamente
100 \mum.
100 \mum.
Las emulsiones de silicona adecuadas para su uso
en la invención también están disponibles comercialmente en forma
preemulsionada como emulsiones convencionales o bien como
microemulsiones. Los ejemplos de emulsiones preformadas adecuadas
incluyen emulsiones DC2-1766,
DC2-1784, y microemulsiones DC2-1865
y DC2-1870, todas disponibles de Dow Corning. Estas
son todas emulsiones/microemulsiones de dimeticonol. También están
disponibles gomas de silicona reticuladas en forma preemulsionada,
que es ventajosa para facilitar la formulación. Un ejemplo
preferido es el material disponible de Dow Corning como DC
X2-1787, que es una emulsión de goma de dimeticonol
reticulada. Otro ejemplo preferido es el material disponible de Dow
Corning como DC X2-1391, que es una microemulsión
de goma de dimeticonol reticulada.
Se ha notificado en el documento WO 99/53889 que
utilizando una combinación de silicona emulsionada y silicona
microemulsionada, en la composición de champú, puede potenciarse
significativamente la acción de acondicionamiento de silicona en
una composición de champú a base de tensioactivo. La proporción en
peso de partículas de silicona emulsionadas a partículas de
silicona microemulsionadas oscila de manera adecuada entre 4:1 y
1:4. Preferiblemente, la proporción de partículas de silicona
emulsionadas a partículas de silicona microemulsionadas oscila entre
3:1 y 1:3, más preferiblemente entre 2:1 y 1:1.
Otra clase preferida de siliconas para su
inclusión especialmente en champús y acondicionadores de la
invención son siliconas amino-funcionales. Por
"silicona amino-funcional" quiere decirse una
silicona que contiene al menos un grupo amina primaria, secundaria
o terciaria, o un grupo amonio cuaternario. Estas tendrán
normalmente un % en mol de funcionalidad amina en el intervalo
desde aproximadamente el 0,1% en mol hasta aproximadamente el 8,0%
en mol, preferiblemente desde aproximadamente el 0,1% en mol hasta
aproximadamente el 5,0% en mol, lo más preferiblemente desde
aproximadamente el 0,1% en mol hasta aproximadamente el 2,0% en
mol.
Los ejemplos de siliconas
amino-funcionales adecuadas incluyen polisiloxanos
que tienen la denominación CTFA "amodimeticona", las siliconas
amino-funcionales denominadas
"trimetilsililamodimeticona", copolímeros
amino-funcionales de dimeticona y poli(óxido de
alquileno) tales como SILSOFT TONE de General Electric Specialty
Materials (formalmente disponible de OSI), y los polímeros de
silicona cuaternaria descritos en el documento
EP-A-0 530 974.
La viscosidad de la silicona
amino-funcional no es particularmente crítica y
puede oscilar de manera adecuada entre aproximadamente 1 g/cm^{2}
(100 cst) y aproximadamente 5000 g/cm^{2} (500.000 cst).
También son adecuadas las emulsiones de aceites
de silicona amino-funcional con tensioactivo no
iónico y/o catiónico. Las emulsiones preformadas de silicona
amino-funcional también están disponibles de
proveedores de aceites de silicona tales como Dow Corning y General
Electric. Los ejemplos específicos incluyen emulsión catiónica
DC929, emulsión catiónica DC939, y las emulsiones no iónicas
DC2-7224, DC2-8467,
DC2-8177 y DC2-8154 (todas de Dow
Corning). Las aminosiliconas microemulsionadas también son sumamente
adecuadas.
Para las composiciones de champú propuestas para
el tratamiento de cabello "mixto" (es decir raíces grasas y
puntas secas), se prefiere usar una combinación de silicona
amino-funcional y no amino-funcional
en las composiciones de la invención. En un caso de este tipo, la
proporción en peso de silicona amino-funcional a
silicona no amino-funcional oscilará normalmente
entre 1:2 y 1:20, preferiblemente entre 1:3 y 1:20, más
preferiblemente entre 1:3 y 1:8.
Aunque se prefieren siliconas no volátiles en la
presente composición, también son adecuadas siliconas volátiles,
que confieren otros atributos tales como brillo al cabello.
Preferiblemente, el agente de acondicionamiento de silicona volátil
tiene un punto de ebullición a presión atmosférica inferior a
aproximadamente 220ºC. El agente de acondicionamiento de silicona
volátil está presente en una cantidad desde el 0% hasta
aproximadamente el 3%, preferiblemente desde aproximadamente el
0,25% hasta aproximadamente el 2,5%, y más preferiblemente desde
aproximadamente el 0,5% hasta aproximadamente el 1,0%, basándose en
el peso global de la composición. Los ejemplos de siliconas
volátiles adecuadas incluyen de manera no exclusiva fluidos de
polidimetilsiloxano, polidimetilciclosiloxano, hexametildisiloxano,
ciclometicona tales como polidimetilciclosiloxano disponible
comercialmente de Dow Corning Corporation.
Los ejemplos de siliconas no volátiles solubles
en agua menos preferidas pero adecuadas incluyen de manera no
exclusiva ftalato de cetiltrietilamonio-dimeticona
copoliol, ftalato de estearalconio-dimeticona
copoliol, dimeticona copoliol y mezclas de los mismos.
Los agentes de acondicionamiento de siliconas
especialmente preferidos incluyen: emulsión de dimeticonol, activa
al 60% de Dow Corning, DC1785 (aproximadamente 1 \mum de tamaño de
partícula promedio, por ejemplo, D_{32}); emulsión de
dimeticonol, activa al 40% de Dow Corning, DC 1786 (aproximadamente
0,3 \mum tamaño de partícula promedio); emulsión de dimeticonol,
activa al 50% de Dow Corning, DC 1788 (aproximadamente 0,3 \mum
de tamaño de partícula promedio); emulsión de amodimeticona, activa
al 35% de Dow Corning, DC 939 (aproximadamente 0,3 \mum de tamaño
de partícula promedio); microemulsión de amodimeticona de General
Electric, SME 253 (aproximadamente 20 nm de tamaño de partícula
promedio); y una combinación de goma de
silicona-amodimeticona de Basildon Silicones, PCP
2056S (aproximadamente 1 \mum de tamaño de partícula
promedio).
En las composiciones que comprenden silicona se
prefiere que también esté presente un agente de suspensión para la
silicona. Los agentes de suspensión adecuados se describen por
separado a continuación.
Las composiciones según la presente invención
también pueden contener un agente de acondicionamiento aceitoso
insoluble en agua, no volátil, disperso. Por "insoluble en
agua" quiere decirse que el material no es soluble en agua
(destilada o equivalente) a una concentración del 0,1% (p/p), a
250ºC.
De manera adecuada, el tamaño de gota promedio
D_{3,2} del componente de acondicionamiento aceitoso es al menos
de 0,4 \mum, preferiblemente al menos de 0,8 \mum, y más
preferiblemente al menos de 1 \mum.
Los materiales aceitosos o grasos o sus mezclas
son agentes de acondicionamiento preferidos en las composiciones de
la invención. Los materiales aceitosos o grasos adecuados se
seleccionan de aceites de hidrocarburos, ésteres grasos y mezclas
de los mismos.
Los aceites de hidrocarburos incluyen
hidrocarburos cíclicos, hidrocarburos alifáticos de cadena lineal
(saturados o insaturados) e hidrocarburos alifáticos de cadena
ramificada (saturados o insaturados). Los aceites de hidrocarburos
de cadena lineal contendrán preferiblemente desde aproximadamente 12
hasta aproximadamente 30 átomos de carbono. Los aceites de
hidrocarburos de cadena ramificada pueden y normalmente podrían
contener números superiores de átomos de carbono. También son
adecuados los hidrocarburos poliméricos de monómeros de alquenilo,
tales como monómeros de alquenilo C2-C6. Estos
polímeros pueden ser polímeros de cadena lineal o ramificada. Los
polímeros de cadena lineal normalmente serán relativamente cortos en
longitud, teniendo un número total de átomos de carbono según lo
descrito anteriormente para los hidrocarburos de cadena lineal en
general. Los polímeros de cadena ramificada pueden tener
sustancialmente una longitud de cadena superior. Los ejemplos
específicos de aceites de hidrocarburos adecuados incluyen aceite de
parafina, aceite mineral, dodecano saturado e insaturado, tridecano
saturado e insaturado, tetradecano saturado e insaturado,
pentadecano saturado e insaturado, hexadecano saturado e insaturado
y mezclas de los mismos. También pueden usarse isómeros de cadena
ramificada de estos compuestos, así como de hidrocarburos de
longitud de cadena superior. Los isómeros de cadena ramificada a
modo de ejemplo son alcanos saturados o insaturados altamente
ramificados, tales como los isómeros sustituidos con permetilo por
ejemplo, los isómeros sustituidos con permetilo de hexadecano y
eicosano, tales como
2,2,4,4,6,6,8,8-dimetil-10-metilundecano
y
2,2,4,4,6,6-dimetil-8-metilnonano,
polibuteno, tal como el copolímero de isobutileno y buteno. Los
aceites de hidrocarburos particularmente preferidos son los
diversos grados de aceites minerales y parafina especialmente para
aplicaciones para el cuidado de la piel.
Los ésteres grasos adecuados se caracterizan por
tener al menos 10 átomos de carbono, e incluyen ésteres con cadenas
de hidrocarbilo derivadas de alcoholes o ácidos grasos, por ejemplo,
ésteres de ácidos monocarboxílicos, ésteres de alcoholes
polihidroxilados y ésteres de ácidos di- y tricarboxílicos.
Los ésteres de ácidos monocarboxílicos incluyen
ésteres de alcoholes y/o ácidos de fórmula R'COOR en la que R' y R
indican independientemente radicales alquilo o alquenilo y la suma
de los átomos de carbono en R' y R es al menos 10, preferiblemente
al menos 20.
También pueden usarse ésteres di- y
trialquílicos y alquenílicos de ácidos carboxílicos. Estos incluyen,
por ejemplo, ésteres de ácidos dicarboxílicos C4-C8
tales como ésteres C1-C22 (preferiblemente
C1-C6) de ácido succínico, ácido glutárico, ácido
adípico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, y ácido octanoico.
Los ésteres de alcoholes polihidroxilados tales
como mono, di y triésteres de alquilenglicol y polialquilenglicol
también son adecuados para su uso en las presentes composiciones.
Los ésteres grasos particularmente preferidos son mono-, di- y
triglicéridos, más específicamente los mono-, di-, y triésteres de
glicerol y ácidos carboxílicos de cadena larga tales como ácidos
carboxílicos C1-C22. Puede obtenerse una variedad de
estos tipos de materiales de aceites y grasas animales y vegetales,
tales como aceite de coco, aceite de ricino, aceite de cártamo,
aceite de girasol, aceite de semilla de algodón, aceite de maíz,
aceite de oliva, aceite de hígado de bacalao, aceite de almendra,
aceite de aguacate, aceite de palma, aceite de sésamo, aceite de
cacahuete, aceite de soja y lanolina. Los aceites sintéticos
incluyen dilaurato de glicerilo, triesterina y trioleína.
Los ejemplos específicos de materiales
preferidos incluyen manteca de cacao, estearina de palma, aceite de
girasol, aceite de soja y aceite de coco.
El material graso o aceitoso está presente de
manera adecuada a un nivel desde el 0,05% en peso hasta el 10% en
peso, preferiblemente desde aproximadamente el 0,2% en peso hasta
aproximadamente el 5% en peso, más preferiblemente desde
aproximadamente el 0,5% en peso hasta aproximadamente el 3% en
peso.
Se emplean opcionalmente polímeros catiónicos
para proporcionar la deposición mejorada de la silicona insoluble
en agua, no volátil así como beneficios de acondicionamiento por sí
mismos. El nivel de polímero catiónico en la composición puede
estar en el intervalo desde aproximadamente el 0,01% hasta
aproximadamente el 2%, preferiblemente desde aproximadamente el
0,1% hasta aproximadamente el 0,6%, y lo más preferiblemente desde
aproximadamente el 0,15% hasta aproximadamente el 0,45%.
El polímero de acondicionamiento catiónico
contiene grupos que contienen nitrógeno catiónico, tales como grupos
de amonio cuaternario o amino protonado. Las aminas protonadas
catiónicas pueden ser aminas primarias, secundarias o terciarias
(preferiblemente secundarias y terciarias), dependiendo de la
especie particular y el pH seleccionado de la composición de
champú. El peso molecular promedio de los polímeros de
acondicionamiento catiónicos es de entre aproximadamente 10
millones y aproximadamente 5.000. Los polímeros también tienen una
densidad de carga catiónica que oscila entre aproximadamente 0,2
meq/g y aproximadamente 7 meq/g.
Puede usarse cualquier contraión aniónico en
asociación con los polímeros de acondicionamiento catiónicos
siempre que los polímeros sigan siendo solubles o que puedan
dispersarse fácilmente en agua, en la composición, o en una fase
coacervada de la composición, y siempre que los contraiones sean
física y químicamente compatibles con los componentes esenciales de
la composición o no afectan excesivamente por lo demás a la acción,
estabilidad y estética del producto. Los ejemplos no limitantes de
tales contraiones incluyen haluros (por ejemplo, cloro, flúor,
bromo, yodo), sulfato y metilsulfato.
El resto que contiene nitrógeno catiónico del
polímero catiónico está presente generalmente como un sustituyente
en todas, o más normalmente en algunas de las unidades monoméricas
del mismo. Por tanto, el polímero catiónico para su uso en la
composición incluye homopolímeros, copolímeros, terpolímeros,
etcétera, de unidades monoméricas sustituidas con amina catiónica o
amonio cuaternario, opcionalmente en combinación con monómeros no
catiónicos denominados en el presente documento como monómeros
espaciadores. Los ejemplos no limitantes de tales polímeros se
describen en CTFA Cosmetic Ingredient Dictionary, 6ª edición,
editado por Wenninger, JA and McEwen Jr, GN, (The Cosmetic,
Toiletry, and Fragrance Association, 1995), descripción que se
incorpora al presente documento por referencia. Los polímeros
catiónicos particularmente adecuados para su uso en la composición
incluyen polímeros de polisacáridos, tales como derivados
catiónicos de celulosa, derivados catiónicos de almidón, y gomas de
guar catiónicas.
Los ejemplos de polímeros catiónicos de celulosa
son aquellos disponibles de Amerchol Corp. (Edison, NJ,) es su
serie de polímeros POLIMER JR y LR, como sales de
hidroxietilcelulosa que han reaccionado con epóxido sustituido con
trimetilamonio, denominado en la industria (CTFA) como
Poliquaternium 10. Otro tipo de celulosa catiónica incluye las
sales de amonio cuaternario poliméricas de hidroxietil celulosa que
se han tratado con epóxido sustituido con laurildimetilamonio,
denominada en la industria (CTFA) como Poliquaternium 24. Estos
materiales están disponibles de Amerchol Corp. (Edison, NJ,) bajo el
nombre comercial Polimer LM-200.
Un polímero catiónico especialmente preferido es
el derivado catiónico de goma de guar, tal como el cloruro de
hidroxipropiltrimonio de goma de guar, cuyos ejemplos específicos
incluyen la serie JAGUAR disponible comercialmente de Rhodia
Corporation (por ejemplos, JAGUAR EXCEL o JAGUAR C13S). Otros
polímeros catiónicos adecuados incluyen éteres de celulosa que
contienen nitrógeno cuaternario, algunos ejemplos de los cuales se
describen en la patente estadounidense número 3.962.418,
descripción que se incorpora al presente documento por referencia.
Otros polímeros catiónicos adecuados incluyen copolímeros de
almidón, goma de guar y celulosa eterificada, algunos ejemplos de
los cuales se describen en la patente estadounidense número
3.958.581, descripción que se incorpora al presente documento por
referencia.
Los ejemplos no limitantes de polímeros
catiónicos sintéticos opcionales, adecuados incluyen copolímeros de
monómeros de vinilo que tienen funcionalidad de amonio cuaternario o
de amina protonada catiónica con monómeros espaciadores solubles en
agua tales como acrilamida, metacrilamida, alquil y dialquil
acrilamidas, alquil y dialquil metacrilamidas, acrilato de alquilo,
metacrilato de alilo, vinilcaprolactona o vinilpirrolidona. Los
monómeros sustituidos con alquilo y dialquilo tienen preferiblemente
grupos alquilo desde C1 hasta C7, más preferiblemente grupos
alquilo desde C1 hasta C3. Otros monómeros espaciadores adecuados
incluyen ésteres vinílicos, alcoholes vinílicos (preparados
mediante hidrólisis de poli(acetato de vinilo), anhídrido
maleico, propilenglicol, y etilenglicol.
Otros polímeros sintéticos opcionales adecuados
incluyen compuestos de vinilo sustituidos con acrilato de
dialquilaminoalquilo, metacrilato de dialquilaminoalquilo, acrilato
de monoalquilaminoalquilo, metacrilato de monoalquilaminoalquilo,
sal de trialquilmetacriloxialquilamonio, sal de
trialquilacriloilalilamonio, sales de dialilamonio cuaternario, y
monómeros de vinilamonio cuaternario que tienen anillos que
contienen nitrógeno catiónico tales como piridinio, imidazolio, y
pirrolidona cuaternizada, por ejemplo, sales de
alquilvinilimidazolio, alquilvinilpiridinio,
alquilvinilpirrolidona. Las partes alquílicas de estos monómeros son
preferiblemente alquilos inferiores tales como los alquilos
C_{1}, C_{2} o C_{3}.
Aún otros polímeros sintéticos opcionales
adecuados para su uso en la composición de champú incluyen
copolímeros de
1-vinil-2-pirrolidona
y sal de
1-vinil-3-metilimidazolio
(por ejemplo, sal de cloruro) (denominado en la industria por la
asociación de cosméticos, higiene personal y perfumes ("Cosmetic,
Toiletry, and Fragrance Association"), "CTFA", como
Poliquaternium-16), tal como los disponibles
comercialmente de BASF Wyandotte Corp. (Parsippany, NJ, EE.UU.)
bajo el nombre comercial LUVIQUAT (por ejemplo, LUVIQUAT FC 370);
copolímeros de
1-vinil-2-pirrolidona
y metacrilato de dimetilaminoetilo (denominado en la industria por
la CTFA como Poliquaternium-11) tal como los
disponibles comercialmente de ISP Corporation (Wayne, NJ, EE.UU.)
bajo el nombre comercial GAFQUAT (por ejemplo, GAFQUAT 755N);
polímeros que contienen dialilamonio cuaternario catiónico, que
incluyen, por ejemplo, hompolímero de cloruro de
dimetildialilamonio y copolímeros de acrilamida y cloruro de
dimetildialilamonio, denominados en la industria (CTFA) como
Poliquaternium 6 y Poliquaternium 7, respectivamente; y sales de
ácido mineral de ésteres aminoalquílicos de homopolímeros y
copolímeros de ácidos carboxílicos insaturados que tienen desde 3
hasta 5 átomos de carbono.
Las composiciones de la presente invención
incorporan además preferiblemente agentes espesantes/de suspensión
para garantizar que los materiales insolubles son estables. Puede
emplearse una variedad de materiales. Estos incluyen polímeros de
hinchamiento y asociativos, materiales orgánicos e inorgánicos
amorfos o cristalinos finamente divididos que forman redes,
electrolitos y combinaciones de los mismos.
Los polímeros orgánicos incluyen polímeros de
carboxivinilo tales como los copolímeros de ácido acrílico
reticulado con polialilsacarosa tal como se describe en la patente
estadounidense número 2.798.053, descripción que se incorpora al
presente documento por referencia. Los ejemplos de estos polímeros
incluyen CARBOPOL 934, 940, 941 y 956, disponibles de NOVEON y los
polímeros de látex acrílico hinchables alcalinos vendidos por Rohm
y Haas con los nombres comerciales ACRYSOL o ACULYN.
Otros agentes de suspensión adecuados incluyen
goma de xantano a concentraciones que oscilan desde aproximadamente
el 0,3% hasta aproximadamente el 3%, preferiblemente desde
aproximadamente el 0,4% hasta aproximadamente el 1,2%, en peso de
las composiciones.
Pueden usarse otros agentes de suspensión
poliméricos adecuados en las composiciones, incluyendo aquellos que
pueden conferir viscosidad de tipo gel a la composición, tales como
polímeros solubles en agua o solubles en agua coloidalmente, como
éteres de celulosa (por ejemplo, metilcelulosa, hidroxibutilbutil
metilcelulosa, hidropilcelulosa, hidroxibutilpropil metilcelulosa,
hidroxibutiletil etilcelulosa e hidroxibutiletilcelulosa), goma de
guar, poli(alcohol vinílico), polivinilpirrolidona, goma de
hidroxibutilpropil guar, almidón y derivados del almidón, y otros
espesantes, modificadores de la viscosidad, agentes gelificantes,
etc. También pueden usarse mezclas de estos materiales.
Los agentes de suspensión orgánicos cristalinos
opcionales incluyen derivados de acilo, óxidos de amina de cadena
larga, o combinaciones de los mismos, cuyas concentraciones oscilan
entre aproximadamente el 0,1% y aproximadamente el 5%,
preferiblemente entre aproximadamente el 0,5% y aproximadamente el
3%, en peso de las composiciones de champú. Cuando se usan en las
composiciones de champú, estos agentes de suspensión están
presentes en forma cristalina. Estos agentes de suspensión se
describen en la patente estadounidense número 4.741.855, cuya
descripción se incorpora al presente documento por referencia. Estos
agentes de suspensión incluyen ésteres de etilenglicol de ácidos
grasos que tienen preferiblemente desde aproximadamente 16 hasta
aproximadamente 22 átomos de carbono. Los ejemplos incluyen
estearatos de etilenglicol, tanto mono como diestearato, pero
particularmente diestearatos que contienen menos de aproximadamente
el 7% del monoestearato. Otros agentes de suspensión adecuados
incluyen alcanolamidas de ácidos grasos, que tienen preferiblemente
desde aproximadamente 16 hasta aproximadamente 22 átomos de
carbono, más preferiblemente de aproximadamente 16 a 18 átomos de
carbono, cuyos ejemplos preferidos incluyen monoetanolamida
esteárica, dietanolamida esteárica, monoisopropanolamida esteárica
y estearato de monoetanolamida esteárica. Otros derivados de acilo
de cadena larga incluyen ésteres de cadena larga de ácidos grasos
de cadena larga (por ejemplo, estearato de estearilo, palmitato de
cetilo, etc.); ésteres de glicerilo (por ejemplo, diestearato de
glicerilo) y ésteres de cadena larga de alcanolamidas de cadena
larga (por ejemplo, diestearato de estearamida dietanolamida,
estearato de estearamida monoetanolamida). Los derivados de acilo
de cadena larga, los ésteres de etilenglicol de ácidos carboxílicos
de cadena larga, los óxidos de amina de cadena larga y
alcanolamidas de ácidos carboxílicos de cadena larga además de los
materiales preferidos enumerados anteriormente, pueden usarse como
agentes de suspensión. Por ejemplo, se contempla que pueden usarse
agentes de suspensión con hidrocarbilos de cadena larga que tienen
cadenas de C_{8}-C_{22}.
Los ejemplos de óxidos de amina de cadena larga
adecuados para su uso como agentes de suspensión incluyen óxidos de
alquil (C_{16}-C_{22}) dimetilamina, por
ejemplo, óxido de estearil dimetilamina.
Otro agente de suspensión cristalino útil es la
trihidroxiestearina vendida con el nombre comercial THIXCIN R.
Los materiales inorgánicos de formación de redes
incluyen, pero no se limitan a, arcillas y sílices. Los ejemplos de
arcillas incluyen arcilla de esmectita seleccionada del grupo
constituido por bentonita y hectorita y mezclas de las mismas. La
arcilla de hectorita sintética (saponita) se usa con frecuencia con
una sal electrolítica que puede hacer que la arcilla se espese
(sales alcalinas y alcalinotérreas, tales como haluros, sales de
amonio y sulfatos). La bentonita es un sulfato de arcilla de
aluminio coloidal. Los ejemplos de sílice incluyen sílice amorfa e
incluyen sílice pirógena y sílice precipitada y mezclas de los
mismos.
Los polímeros asociativos son aquellos que
incorporan grupos hidrófobos que pueden formar entrecruzamientos
lábiles solos o con la participación de micelas tensioactivas. Un
ejemplo de polímeros asociativos son los poliacrilatos
entrecruzados hidrófobamente modificados vendidos por NOVEON con el
nombre comercial PEMULEN. Otros ejemplos son el éter de celulosa
hidrófobamente modificado y el poliuretano hidrófobamente
modificado.
Una clase particularmente preferida de agente
espesante y de suspensión en la presente invención es el poliol no
iónico soluble en agua hidrófobamente modificado. Los polioles no
iónicos solubles en agua hidrófobamente modificados adecuados para
su uso en el presente documento son dioleato de metilglucósido de
PEG 120 (disponible de Amercol con el nombre comercial GLUCAMATE
DOE 120), tetraestearato de pentaeritritol de
PEG-150 (disponible de Croda con el nombre
comercial CROTHIX), dioleato de PEG-75 (disponible
de Kessco con el nombre comercial PEG-4000
DIOLEATE) y diestearato de PEG-150 (disponible de
Witco con el nombre comercial WITCONAL
L32).
L32).
Los ésteres grasos de cadena larga de
polietilenglicol, por ejemplo, diestearato de
PEG-150, son agentes espesantes y de suspensión
especialmente preferidos en la presente invención. Aunque los
ésteres grasos de PEG pueden usarse solos, se ha encontrado que su
eficiencia y eficacia pueden mejorarse enormemente cuando se
combinan con ciertos electrolitos. Los electrolitos especialmente
preferidos para su uso en combinación con diestearato de
PEG-150 son citrato de sodio y cloruro de sodio, ya
que proporcionan un sistema espesante sinérgico que permite el
espesamiento adecuado a bajos niveles de inclusión en la composición
que tiene una concentración total baja de tensioactivo, por
ejemplo, inferior a aproximadamente el 15% en peso.
Los agentes espesantes y de estructuración
anteriores pueden usarse solos o en mezclas y pueden estar presentes
en una cantidad desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta
aproximadamente el 10% en peso de la composición.
En la formulación puede incorporarse una amplia
variedad de ingredientes opcionales siempre que no interfieran con
los beneficios de suavidad y acondicionamiento del cabello
proporcionados por la composición. Éstos incluyen, pero no se
limitan a: perfumes; agentes de perlado y opacificantes tales como
alcoholes y ácidos grasos superiores, ácidos grasos etoxilados,
ésteres sólidos, "pigmentos de interferencia" nacarados tales
como micas revestidas por TiO_{2}; agentes de coloración por
pigmentos y colorantes; agentes que confieren sensaciones tales como
mentol; conservantes incluyendo agentes antioxidantes y quelantes;
estabilizantes de la emulsión; espesantes auxiliares; y mezclas de
los mismos.
Puede incorporarse una variedad de ingredientes
adicionales en las composiciones de la presente invención para
mejorar la salud del cabello y el cuero cabelludo. Sin embargo,
estos ingredientes deben escogerse para que sean compatibles con la
suavidad de la composición. Los agentes de beneficio potencial
incluyen pero no se limitan a: lípidos tales como colesterol,
ceramidas y pseudoceramidas; agentes adicionales de
acondicionamiento del cabello distintos a la silicona tales como
ceras y ésteres hidrocarbonados naturales o sintéticos; humectantes
tales como glicerol y sorbitol; agentes antimicrobianos tales como
piridintiona de zinc y TRICLOSAN; filtros solares tales como
cinamatos y mezclas de los mismos.
Se colocaron muestras de champú contenidas en
tarros de vidrio de 170 g (6 oz) en un baño de agua fijado a
26,7ºC. Tras 1 día de almacenamiento a 26,7ºC, se extrajeron las
muestras de champú y se midió inmediatamente su viscosidad
utilizando un viscosímetro Brookfield equipado con un huso RV4 a una
velocidad de rotación de 20 rpm. Se permitió que el huso girara a
20 rpm durante 1 minuto antes de que se registraran las mediciones
de la viscosi-
dad.
dad.
Se colocaron muestras de champú en tarros de 170
g (6 oz) y se etiquetaron con la cantidad de tiempo en que se
mantuvo cada uno en almacenamiento. Los tarros de champú se
colocaron en una estufa fijada a la temperatura de almacenamiento
requerida, por ejemplo, 49ºC. Una vez alcanzado el tiempo de
almacenamiento para cada tarro, los tarros se sacaron del
almacenamiento y se midió la viscosidad de las muestras de champú
almacenadas utilizando el protocolo de viscosidad de la formulación
descrito anteriormente.
La solubilidad de la ceína proporciona una
indicación direccional sencilla de la suavidad y se utiliza
ampliamente en la técnica para someter a prueba la suavidad tanto
de materiales de partida tensioactivos, champúes como composiciones
de limpieza de la piel. La ceína es una proteína (combinaciones de
aminoácidos derivados del maíz) que se hincha y se desnaturaliza en
respuesta a tensioactivos de una forma similar a las proteínas de
queratina de la piel. Este procedimiento se desarrolló partiendo de
la base de que cuanto mayor sea la cantidad de ceína solubilizada
por una composición de tensioactivo dada en las condiciones de
prueba normalizadas, mayor es el efecto irritante de la
composición. No se pretende que la solubilidad de la ceína sea un
sustituto de los estudios clínicos ni del ensayo in vitro
más basado en la biología del escape de fluoresceína, aunque se ha
demostrado una correlación razonable. Por tanto, la aplicación en
principio para la solubilidad de la ceína es para la selección
inicial en la que proporciona un buen factor de predicción de un
posible potencial de irritación. En las condiciones de prueba
empleadas y descritas más adelante, una solubilidad de la ceína
inferior al 1% es un buen indicador de composiciones potencialmente
suaves, mientras que una solubilidad de la ceína superior al 1% es
un buen indicador de que la composición producirá la irritación de
los ojos.
Balanza analítica, vasos de precipitados de 100
ml, barras de agitación, placa de agitación del medio, jeringa de
10 ml, viales de centelleo de 20 ml, estufa convencional fijada a
75ºC.
- 1.
- Pesar 6,25 g de champú en un vaso de precipitados de 100 ml y diluirlos hasta 50 g con agua DI.
- 2.
- Mezclar la disolución en una placa de agitación a 300 rpm (fijar el disco selector a 4 en la placa de agitación) hasta que la disolución parezca uniforme o se haya disuelto toda la muestra.
- 3.
- Registrar el pH de la disolución.
- 4.
- Retirar 6 ml de disolución usando una jeringa.
- 5.
- Filtrar la disolución a través de un filtro de jeringa de 0,45 micras en un vial de centelleo.
- 6.
- Tapar el vial y etiquetarlo como blanco. Es necesario un blanco para realizar la corrección de cualquier material soluble.
- 7.
- Añadir 2 g de ceína a la disolución restante y equilibrar durante 1 hora a velocidad de agitación constante (300 rpm). Tras 10 minutos de agitación, si toda o la mayor parte de la ceína se ha disuelto, añadir 1 g adicional de ceína. Seguir añadiendo más ceína en incrementos de 1 g cada 5 - 10 minutos hasta que no quede ceína sin disolver flotando en la disolución.
- 8.
- Tras 1 hora de agitación constante, dejar que la disolución sedimente durante 5 minutos.
- 9.
- Retirar 6 ml de la disolución sobrenadante usando una jeringa y filtrarla a través de un filtro de jeringa de 0,45 micras en un vial de centelleo.
- 10.
- Tapar el vial y etiquetarlo como muestra.
- 11.
- Obtener los componentes no volátiles en ambas muestras usando una estufa convencional fijada a 75ºC. Permitir que las muestras se sequen durante la noche.
- 12.
- Calcular el porcentaje de ceína disuelta.
% de ceína solubilizada = % de
componentes no volátiles de la muestra - % componentes no volátiles
del
blanco
Se evaluó subjetivamente la espuma total de la
composiciones de champú de prueba mediante un panel sin
participación anterior compuesto de al menos 10 participantes que
emplearon mechones de pelo. El protocolo de la prueba fue el
siguiente:
- 1)
- Ajustar la temperatura del agua a 40ºC.
- 2)
- En primer lugar, humedecer las manos y los mechones de pelo (mechones de pelo de 4 g).
- 3)
- Aplicar 0,5 ml de champú (medidos previamente en la jeringa).
- 4)
- Masajear los mechones de pelo durante 1 minuto para evaluar la espuma.
- 5)
- Enjuagar los mechones completamente y después repetir las etapas anteriores para la siguiente muestra de champú.
- 6)
- Tras tratar los mechones con los cuatro champúes, clasificar la espuma de cada champú desde la mejor espuma (4) hasta la peor espuma (1).
Nota: El orden de las muestras facilitadas a
los participantes fue aleatorio para cada participante.
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos se muestran como
ilustraciones de la invención y no pretenden limitar su alcance en
modo alguno.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
Este ejemplo ilustra la criticidad de la
proporción de tensioactivo de alquil etoxisulfosuccinato de cadena
media y de cadena larga.
Los ejemplos Ej 1A a Ej 1E, cuyas composiciones
se facilitan en la tabla 1, se prepararon tal como sigue mediante
la combinación de las premezclas descritas a continuación:
Premezcla (A) de Carbomer 980 según sea
necesario: Esta premezcla se forma disolviendo Carbomer 980 en agua
a temperatura ambiente y mezclando hasta que se haya hidratado y
disuelto completamente (sin grumos de "ojos de pez").
La premezcla (B) de Jaguar C13S (u otro polímero
catiónico) se prepara mezclando Jaguar C13S en propilenglicol
durante 10 minutos o hasta que se haya disuelto completamente y sea
uniforme.
La premezcla (C) de cloruro de amonio (o
NaCl)/citrato de sodio dihidratado al 25% en peso se preparara
añadiendo cloruro de amonio (o cloruro de sodio) y citrato de sodio
dihidratado a agua y mezclando hasta que se haya disuelto
completamente.
La premezcla (D) de diestearato de
PEG-150 (al 5% en peso) se prepara mediante la
adición de una porción del tensioactivo anfótero en una disolución
acuosa calentada hasta 65ºC. La mezcla se enfría hasta temperatura
ambiente y se añade agua adicional según sea necesario.
Se añade agua a la mezcladora seguido por la
adición de la premezcla (A) de Carbomer. Se añaden tensioactivos
opcionales tales como lauril étersulfato de sodio con mezclado según
sea necesario (por ejemplo, SLES-1, 70%) y se
mezcla hasta que se hayan dispersado. Entonces se añade la premezcla
(B) Jaguar C13s y el lote se mezcla a 100 rpm 30 minutos. Después
se añade lauril étersulfosuccinato de disodio y palmitoil
etoxisulfosuccinato de disodio y se dispersan, seguido por la
adición del tensioactivo anfótero restante. A continuación se añaden
y se dispersan el agente de perlado, silicona, conservantes e
hidróxido de sodio. Esto va seguido por la premezcla (C) de cloruro
de amonio (o NaCl)/citrato de sodio dihidratado. Entonces se mide la
viscosidad y el pH y se ajustan con sal, ppg-9, o
premezcla (D) de PEG-150DS y NaOH o ácido cítrico
adicionales, respectivamente.
La viscosidad inicial de las composiciones
ejemplo y la viscosidad tras el almacenamiento se registran en la
parte inferior de la tabla 1.
A partir del Ej 1A se observa que a un nivel de
alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga inferior al 0,1% (0,04%
de palmitoil etoxisulfosuccinato en este caso), la viscosidad
inicial disminuye en aproximadamente el 30% desde un valor meseta
de aproximadamente 55 g/cm^{2} (5500 CPS). Por el contrario, en
este ejemplo, cuando la concentración del sulfosuccinato de cadena
larga es superior al 5%, con respecto al sulfosuccinato de cadena
media, la viscosidad de la composición tras el almacenamiento
aumenta por encima del 75%. Esto puede observarse comparando el Ej
1E de composición con los ejemplos comparativos C 1A y C 1B, en los
que se calcularon los incrementos en la viscosidad mediante la
extrapolación de los resultados experimentales de los ejemplos Ej
1A a Ej 1E utilizando el modelo de mínimos cuadrados.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Este ejemplo demuestra que la combinación del
sulfosuccinato y los tensioactivos anfóteros produce el aumento en
la viscosidad.
Ejemplo Ej 2A y EX 2B y los ejemplos
comparativos C2A - C2D cuyas composiciones se facilitan en la tabla
2, se prepararon según los procedimientos descritos en el ejemplo
1.
\vskip1.000000\baselineskip
El cambio en la viscosidad tras el
almacenamiento en condiciones aceleradas (11 semanas a 49ºC) se
registra en la parte inferior de la tabla 2. Hay varios puntos que
son de particular interés.
Los mayores aumentos en la viscosidad tras el
almacenamiento en condiciones aceleradas se produce en las
composiciones que contienen tanto el tensioactivo de sulfosuccinato
como el tensioactivo anfótero (en este caso, una betaína (comparar
el Ej 2A y el Ej 2B con C2A - C2C)). Además, es sólo en estas
combinaciones donde el nivel superior de alquil etoxisulfosuccinato
de cadena larga es crítico para la estabilidad del almacenamiento
(comparar la viscosidad tras el almacenamiento del Ej 2A con el Ej
2B).
Por el contrario, las composiciones que no
contienen el tensioactivo anfótero y el de alquil
etoxisulfosuccinato no muestran grandes aumentos de este tipo en la
viscosidad tras el almacenamiento y su viscosidad no responde por
tanto al nivel de alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Este ejemplo ilustra el efecto sobre la suavidad
y la espuma de combinar un tensioactivo de sulfosuccinato con un
tensioactivo anfótero.
El ejemplo Ej 3 y los ejemplos comparativos
C3A-C3C cuyas composiciones se facilitan en la tabla
3, se prepararon mediante los procedimientos descritos en el
ejemplo 1.
La puntuación de espuma promedio (medida
mediante el panel de evaluación subjetiva de la espuma descrito
anteriormente en la sección de Metodología) y la suavidad in
vitro (medida mediante la prueba de la solubilidad de la ceína
también descrita en la sección Metodología) se registran en la parte
inferior de la tabla 3.
Queda claro a partir de los resultados que de
todas las combinaciones de tensioactivos probadas, la combinación
de tensioactivos de alquil etoxisulfato, alquil etoxisulfosuccinato
y un tensioactivo anfótero (Ej 3) tiene la menor solubilidad de
ceína y, por tanto, se espera que sea la composición más suave para
la piel y el cabello. Además, esta combinación tiene una espuma
excelente y así no sacrifica la eficacia y las propiedades en uso
para la suavidad (comparar el Ej 3 con C3B).
Este ejemplo demuestra por tanto la conveniencia
de combinaciones de tensioactivo de sulfosuccinato y tensioactivo
anfótero para limpiar la piel y el cabello humanos y la importancia
de resolver los problemas de estabilidad en el almacenamiento
asociados con tales combinaciones.
Basándose en la suavidad (solubilidad de la
ceína) y en el rendimiento de la espuma, una realización
particularmente preferida de la invención es una composición
constituida esencialmente por:
- Lauril étersulfosuccinato de disodio
- 2% - 6%
- Palmitoil etoxi de disodio
- 0,1% - 6%
con respecto al sulfosuccinato lauril
étersulfosuccinato de disodio
- Cocoamidopropil betaína
- 2% - 5%
- Lauril etoxisulfato (1 - 3 OE)
- 5% - 9%
Que proporciona una solubilidad de la ceína
inferior o igual a 2 medida mediante la prueba de la solubilidad de
la ceína, y una puntuación de espuma promedio de al menos 3 medida
mediante el panel de evaluación subjetiva de la espuma.
La expresión "constituido esencialmente
por", tal como se usa en el presente contexto, significa que
pueden incluirse diversos ingredientes opcionales, siempre que no
comprometan (es decir, reduzcan) la suavidad y el rendimiento de
espuma de la composición por debajo de los valores umbral definidos
anteriormente. Los ingredientes opcionales útiles incluyen:
- Cloruro de amonio y/o cloruro de sodio
- 0% - 2,5%
- Citrato de sodio
- 0% - 2%
- Polímero catiónico
- 0% - 1%
- Silicona
- 0% - 5%
- Espesante
- 0% - 10%
- Adyuvantes estéticos
- 0% - 5%
\hskip0.45cm(color, perfume, biocidas, etc.)
Los ejemplos 4-6 pretenden
ilustrar algunas de las variadas composiciones útiles en la presente
invención, pero no pretenden limitar en modo alguno el alcance de
los agentes de beneficio, complementos y aditivos sensoriales que
pueden emplearse.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
Ejemplo
4
Las composiciones en la tabla 4 ilustran
diferentes sistemas de tensioactivos de la invención.
Claims (10)
1. Una composición de limpieza acuosa que
comprende:
- i)
- un alquil etoxisulfosuccinato de cadena media que tiene una longitud de cadena alquílica promedio entre 10 y 14 átomos de carbono, y un grado de etoxilación promedio entre 1 y 5,
- ii)
- un tensioactivo anfótero,
- iii)
- un alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga que tiene una longitud de cadena alquílica promedio entre 16 y 18 átomos de carbono,
en la que el componente iii) de
alquil etoxisulfosuccinato de cadena larga está presente en la
composición a un nivel desde el 0,1% hasta el 6% basándose en el
peso total del componente i) de alquil etoxisulfosuccinato de
cadena
media.
2. La composición según la reivindicación 1, en
la que la proporción del dicho tensioactivo de alquil
etoxisulfosuccinato a dicho tensioactivo anfótero está en el
intervalo desde 2:1 hasta 1:2.
3. La composición según la reivindicación 1, en
la que el tensioactivo anfótero se selecciona del grupo constituido
por betaína, anfoacetato, hidroxisultaína, óxido de amina y mezclas
de los mismos.
4. La composición según la reivindicación 3, en
la que la betaína es una alquil betaína C_{10} - C_{18} o una
alquil amidopropilbetaína C_{10} - C_{18}, o mezclas de las
mismas.
5. La composición según la reivindicación 1, que
comprende además un tensioactivo de alquil etoxisulfato
C_{10}-C_{22} que tiene de 1 a 5 grupos de óxido
de etileno.
6. La composición según la reivindicación 5, en
la que la proporción en peso del tensioactivo de alquil etoxisulfato
al tensioactivo de sulfosuccinato está en el intervalo desde 2:1
hasta 1:1.
7. La composición según la reivindicación 1, que
comprende además cloruro de amonio o cloruro de sodio o mezclas de
los mismos a un nivel de al menos el 1% basándose en el peso total
de la composición.
8. La composición según la reivindicación 1, que
comprende además una silicona, en la que la silicona se selecciona
preferiblemente del grupo constituido por una organosilicona volátil
o no volátil, una organosilicona amino-funcional,
un copolímero de organosilicona amino-funcional y
poliéter y mezclas de los mismos.
9. La composición según la reivindicación 1, que
comprende además un polímero catiónico, preferiblemente un
polisacárido modificado catiónicamente seleccionado del grupo
constituido por un almidón modificado catiónicamente, una celulosa
modificada catiónicamente, una goma guar modificada catiónicamente
y mezclas de los mismos.
10. La composición según la reivindicación 1, en
la que dicha composición tiene un pH entre 5 y 7 y una capacidad
tamponante de ácido de al menos 0,02 moles de ácido por litro de
composición.
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