полисахарид и сополиол диметикона в качестве эмульгатора для косметических композиций

Формула изобретения

1. Эмульсия масло-в-воде, включающая масляную фазу, которая содержит комбинацию полисахарида и сополиола диметикона, и водную фазу, в которой полисахарид выбирают из группы, состоящей из аминополикарбоксилатного производного крахмала, ксантановой смолы, гидроксиэтил-целлюлозы и фосфата гидроксипропилкрахмала, аминополикарбоксилата, имеющего одну из следующих структур:

или

где ST-O представляет молекулу крахмала или молекулу модифицированного крахмала (в которой водород гидроксигруппы ангидроглюкозного блока заменен так, как показано);

R представляет Н или СН₃;

R' представляет Н, СН₃ или СООМ;

М представляет катион, выбранный из группы, состоящей из Н, щелочного металла, щелочноземельного металла и аммония;

n = 2 или 3;

R" представляет Н или алкил c 1-18 атомами углерода,

и сополиол диметикона имеет следующую формулу:

где l = от 1 до 200;

m =1-40;

n =1-100;

y =4-40;

z =0-40, массовое соотношение y:z составляет от примерно 100:0 до примерно 0:100;

R выбирают из водорода, алкильных, алкокси и ацильных групп, имеющих примерно 1-16 атомов углерода.

2. Косметическая эмульсия масло-в-воде, включающая масляную фазу, которая содержит комбинацию полисахарида и сополиола диметикона, и водную фазу, в которой полисахарид выбирают из группы, состоящей из аминополикарбоксилатного производного крахмала, ксантановой смолы, гидроксиэтил-целлюлозы и фосфата гидроксипропилкрахмала, аминополикарбоксилата, имеющего одну из следующих структур:

или

где ST-O представляет молекулу крахмала или молекулу модифицированного крахмала (в которой водород гидроксигруппы ангидроглюкозного блока заменен так, как показано);

R представляет Н или СН₃;

R' представляет Н, СН₃ или СООМ;

М представляет катион, выбранный из группы, состоящей из Н, щелочного металла, щелочноземельного металла и аммония;

n = 2 или 3;

R" представляет Н или алкил c 1-18 атомами углерода,

и сополиол диметикона имеет следующую формулу:

где l =1-200;

m = 1-40;

n = 1-100;

y = 4-40;

z = 0-40, массовое соотношение y:z составляет от примерно 100:0 до примерно 0:100;

R выбирают из водорода, алкильных, алкокси и ацильных групп, имеющих примерно 1-16 атомов углерода.

3. Композиция по п.1 или 2, в которой масляная фаза включает от примерно 0,1 до 95 мас.% в расчете на массу эмульсии полисахарида и от примерно 0,1 до 50 мас.% в расчете на массу эмульсии сополиола диметикона.

4. Композиция по п.1 или 2, в которой сополиол диметикона формулы II имеет l = 10-40, m = 1-10, молекулярную массу радикала (C₂H ₄O)_y....(C₃H₆O)_z от примерно 150 до 3000 и R представляет водород или CH ₃.

5. Композиция по любому из пп.1, 2 или 4, в которой полисахарид представляет аминополикарбоксилатное производное крахмала формулы I.

6. Композиция по любому из пп.1-5, в которой в производном крахмала формулы I каждый из R, R' и R" представляет Н, М представляет Н и n = 2.

7. Композиция по любому из пп.1-6, в которой крахмал представляет картофельный крахмал.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Данное изобретение относится к устойчивым эмульсиям типа масло-в-воде для применения в косметических композициях, включающих масляную фазу, которая содержит в качестве эмульгатора сочетание полисахарида, такого как аминополикарбоксилатное производное крахмала, и сополиола диметикона, и водную фазу.

Известный уровень техники

Эмульсии представляют собой двухфазные системы, состоящие из двух не полностью смешивающихся жидкостей, одна из которых диспергирована в другой. Наиболее распространенными эмульсиями являются эмульсии из масла и воды, и существуют два типа эмульсий, а именно эмульсии, в которых глобулы масла диспергированы в воде (эмульсии типа "масло-в-воде"), и эмульсии, в которых глобулы воды диспергированы в масле (эмульсии типа "вода-в-масле"). Настоящее изобретение охватывает эмульсии типа масло-в-воде, т.е. те, в которых вода представляет собой сплошную фазу, а масло диспергировано, или представляет дискретную фазу.

Эмульсии типа масло-в-воде широко используются в косметических и дерматологических композициях или аппликациях, в особенности в композициях для ухода за кожей, волосами и телом, поскольку они помогают обеспечить такие эстетические характеристики внешнего вида, как нежность и мягкость. Однако такие эмульсии масло-в-воде часто содержат поверхностно-активные вещества или эмульгаторы хорошо известного или классического типа, которые могут вызывать раздражение кожи или аллергические реакции, а также могут быть несовместимы с другими составляющими в рецептуре композиции.

Соответственно, такая эмульсия масло-в-воде, которая является устойчивой и совместимой и не вызывает таких проблем, как раздражения кожи и аллергические реакции, является желательной и особенно полезной для косметических композиций.

В патенте США 5482704, опубликованном 01.09.1996, описаны косметические композиции и композиции для ухода за волосами, которые содержат производные аминополикарбоксилатного крахмала в качестве загустителей или стабилизаторов эмульсии. Они также могут содержать эмульгаторы такие, как PEG 300 дистеарат, сорбитанмонолаурат и триэтаноламин стеарат. Однако эти эмульгаторы могут стать причиной раздражения кожи и аллергических реакций.

Краткое описание изобретения

Данное изобретение относится к устойчивым эмульсиям масло-в-воде, которые применяются в косметических композициях и включают масляную фазу, которая содержит в качестве эмульгатора сочетание полисахарида, такого как аминополикарбоксилатное производное крахмала, и сополиола диметикона, и водную фазу. Такая эмульсия является стабильной и совместимой и в то же время позволяет избежать недостатков, которые свойственны композициям по патенту США 5482704.

Более конкретно, данное изобретение относится к эмульсии масло-в-воде, включающей масляную фазу, которая содержит сочетание:

а) от примерно 0,1 до 95 мас.% в расчете на массу эмульсии полисахарида, выбранного из группы, состоящей из аминополикарбоксилатного производного крахмала, ксантановой смолы, гидроксиэтилцеллюлозы и фосфата гидроксипропилкрахмала, аминополикарбоксилатного производного крахмала, имеющего следующую структуру:

или

где ST-О представляет молекулу крахмала или молекулу модифицированного крахмала (в которой водород гидроксигруппы ангидроглюкозного блока заменен так, как показано);

R представляет Н или СН₃;

R’ представляет Н, СН₃ или COOM;

М представляет катион, выбранный из группы, состоящей из Н, щелочного металла, щелочноземельного металла и аммония;

n равняется 2 или 3 и

R’’ представляет Н или алкил с 1-18 атомами углерода; и

b) от примерно 0,1 до 50 мас.% в расчете на массу эмульсии сополиола диметикона, имеющего следующую формулу:

где I имеет значения от 1 до 300, m имеет значения от 1 до 40, у имеет значения от 4 до 40, z имеет значения от 0 до 40, массовое соотношение y:z составляет от примерно 100:0 до примерно 0:100, и R выбирают из водорода, алкильных, алкокси и ацильных групп, имеющих примерно 1-16 атомов углерода, и водной фазы.

Данное изобретение относится также к косметической композиции, включающей эмульсию масло-в-воде, в которой масляная фаза содержит сочетание а) полисахарида, выбранного из группы, состоящей из аминополикарбоксилатного производного крахмала, ксантановой смолы, гидроксиэтилцеллюлозы и фосфата гидроксипропилкрахмала, и b) сополиола диметикона в качестве эмульгатора, как определено выше и подробно представлено далее в данном описании.

Подробное описание изобретения

Эмульсия масло-в-воде по данному изобретению содержит сочетание выбранного полисахарида и сополиола диметикона в качестве эмульгатора в масляной фазе и водную фазу. Сочетание выбранного полисахарида и сополиола диметикона, когда его используют в масляной фазе, обеспечивает эмульгирование эмульсий масло-в-воде по данному изобретению и заменяет обычные и известные эмульгаторы, которые использовали в типичных эмульсионных композициях. Полисахаридом, который используется в данном изобретении, может быть крахмал, смола, целлюлоза или их производные. Крахмал может быть любым из нескольких крахмалов, натуральным или превращенным. Такие крахмалы включают крахмалы, полученные из любого растительного сырья, включая кукурузу, картофель, пшеницу, тапиоку, рис, саго, сорго, восковые крахмалы, такие как восковой кукурузный, восковой картофельный и восковой рисовый, и высокоамилозный крахмал, такой как высокоамилозный кукурузный, т.е. крахмал, имеющий содержание амилозы по меньшей мере 40% и, более желательно, по меньшей мере 65% по массе. Включены также продукты превращения, полученные из любого ранее названного базового сырья, такие как, например, декстрины, полученные гидролитическим действием кислоты и/или тепла, текучие или крахмалы слабой варки, полученные ферментативным превращением или мягким кислотным гидролизом, и окисленные крахмалы, полученные путем обработки окислителями, такими как гипохлорит натрия. Включены также дериватизированные крахмалы, такие как гидроксиалкилированные или этерифицированные (простоэфирные) крахмалы, например гидроксипропил, этерифицированные (сложноэфирные) крахмалы, такие как ацетилированные, катионные и анионные крахмалы, и сшитые крахмалы. Используемые полисахаридные смолы включают ксантановую смолу, гуаровую смолу, смолу бобов рожкового дерева, тамаринда, гуммиарабик, альгинаты и геллан. Используемые целлюлозные материалы включают целлюлозу и производные целлюлозы, такие как карбоксиалкилцеллюлоза и гидроксиалкилцеллюлоза, в особенности имеющие алкил с 1-4 атомами углерода.

Предпочтительно используемые полисахариды включают полисахариды, выбранные из группы, состоящей из аминополикарбоксилатного производного крахмала, ксантановой смолы, гидроксиэтилцеллюлозы и фосфата гидроксипропилкрахмала. Предпочтительно полисахарид представляет собой аминополикарбоксилатное производное крахмала, имеющее одну из ранее описанных структур I или Iа. Такие производные крахмала могут быть получены путем реакции крахмала с выбранными реагентами аминополикарбоновой кислоты, как описано в патенте США 5482704 (R.W. Sweger et al., 6 января 1996). Реагенты аминополикарбоновой кислоты имеют следующую формулу:

или

где Х представляет галоген, R представляет Н или СН ₃, R’ представляет Н, СН₃ или СООМ, n равно 2 или 3 и R’’ представляет Н или алкил с 1-18 атомами углерода.

Реагенты III и IIIa, определенные выше, получают реакцией Михаэля между аминоспиртом и выбранным сложным эфиром, содержащим активированный олефин, с последующим галогенированием. Образование включает взаимодействие выбранного поликарбоксилатного реагента III или IIIa с базовым крахмалом в водной среде с использованием или водной суспензии, или водной дисперсии базового крахмала. Подробное описание получения аминополикарбоксилатных производных крахмала можно найти в вышеупомянутом патенте США 5482704.

Подходящие базовые крахмалы, которые могут быть использованы при получении аминополикарбоксилатных эфирных производных крахмала I и Iа, могут быть получены из любого растительного сырья, включая кукурузу, картофель, пшеницу, рис, саго, тапиоку, восковую кукурузу, сорго, овес, высокоамилозный крахмал, т.е. крахмал, имеющий содержание амилозы выше, чем примерно 45 мас.%, такой как высокоамилозная кукуруза, и т.д. Включены также продукты превращения, полученные из любой из последних основ, включая, например, декстрины, полученные гидролизом кислотой и/или теплом; окисленные крахмалы, полученные обработкой окислителями, такими как гипохлорит натрия; текучести или крахмалы слабой варки, полученные ферментативным превращением или мягким кислотным гидролизом; и дериватизированные крахмалы, такие как простые и сложные эфиры. Сложные эфиры крахмала будут подвергаться гидролизу, когда они находятся в условиях реакции, необходимых для получения простых эфиров крахмала. Если требуются смешанные простые/сложные эфиры крахмала, то специалистам ясно, что простоэфирные составляющие должны реагировать первыми с последующей этерификацией. Промежуточный простой эфир крахмала может быть этерифицирован напрямую или выделен и очищен перед этерификацией. Базовый крахмал может быть гранулированным крахмалом или желатинизированным, т.е. негранулированным крахмалом.

Предпочтительными производными крахмала I и Iа по изобретению, как описано выше, являются те, в которых R, R’ и R’’ представляют водород, М представляет водород и n равно 2, и, более предпочтительно, те, которые имеют структуру I. Базовым крахмалом предпочтительно является картофельный крахмал. Базовый крахмал и полученные производные крахмала могут быть дополнительно дериватизированы или модифицированы другими группами, такими как катионные группы. Предпочтительно используемыми катионными крахмалами являются трет-аминоалкильные простые эфиры крахмала, такие как 2-диэтиламиноэтилхлорид, и простые эфиры крахмала с четвертичным аммонием, такие как 2,3-эпоксипропилтриметиламмонийхлорид.

Сополиол диметикона формулы II, используемый по данному изобретению и описанный выше, представляет органополисилоксано-полиалкиленовую полимерную композицию. Такой полисилоксановый полиэфирный сополимер обозначается далее названием сополиол диметикона. Такое название дано Cosmetics Toiletry and Fragnance Association (CTFA) некоторым поли-силоксановым полиэфирным сополимерам. Он представляет собой имеющийся в продаже продукт, выпускаемый некоторыми поставщиками, включая Dow Corning, что можно найти в International Cosmetic Ingredient Dictionary, 6th edition, 1995, опубликованном CTFA в Washington, D.C. Композиции такого типа подробно описаны в патенте США 5756112 (L. Markey, 26 мая 1998) и патенте США 4698178 (R. Hitinger et al., 6 октября 1987). Сополиол диметикона, как он определен формулой II, может быть линейным или разветвленным и может быть блочным или хаотичным сополимером. Предпочтительно сополиолы диметикона являются блочными сополимерами, имеющими один или несколько полисилоксановых блоков и один или несколько полиэфирных блоков. Предпочтительно органополисилоксан-полиоксоалкилен формулы II должен иметь I от 10 до 40, m от 1 до 10, у от 3 до 30, z от 4 до 30, массовое соотношение y:z от 100:0 до 35:65, и R, представляющий СН₃. Молекулярная масса радикала (С₂Н₄O)_y... (С ₃Н₆О)_z обычно составляет от 150 до 3000, и R предпочтительно представляет водород.

Было найдено, что сочетание аминополикарбоксилатного производного крахмала формулы I и Ia или других выбранных полисахаридов с сополиолом диметикона формулы II является особо полезным для получения стабильных эмульсий масло-в-воде. Такие стабильные эмульсии получают введением производного крахмала или полисахарида вместе с полиолом диметикона в масляную фазу и затем соединением ее с водной или водяной фазой для образования эмульсии. Было найдено, что такая стабильная эмульсия масло-в-воде является особо полезной в косметических композициях благодаря ее стабильности, а также совместимости производного крахмала и сополиола диметикона друг с другом и с различными функциональными добавками и ингредиентами, используемыми в таких композициях.

Масляная фаза эмульсии масло-в-воде по данному изобретению должна включать от примерно 0,1 до 95 мас.% и предпочтительно от примерно 0,1 до 15% аминополикарбоксилатного производного крахмала или другого выбранного полисахарида в расчете на массу эмульсии. Масляная фаза должна также содержать от примерно 0,1 до 50 мас.% и предпочтительно от примерно 0,1 до 10% сополиола диметикона в расчете на массу эмульсии. Дополнительно масляная фаза должна содержать другие обычные маслянистые вещества, в частности те, которые являются косметически приемлемыми, такие как масла и воски. Соединениями, которые могут быть включены в масляную фазу, обычно являются минеральные, животные и растительные масла и жиры, синтетические сложные эфиры, жирные кислоты, алифатические спирты, высшие алифатические спирты, алкиламины, воски, так называемые минеральные жиры и масла, такие как парафиновое масло, петролатум, силиконовые масла и силиконовые жиры, силаны, стероиды и стеролы. Такие маслянистые вещества в масляной фазе обычно составляют от примерно 0,5 до 75 мас.% в расчете на массу эмульсии, т.е. исключая из маслянистых веществ аминополикарбоксилатный крахмал или другой полисахарид и сополиол диметикона. В масляную фазу могут быть введены также консерванты, витамины, незаменимые масла и другие добавки и ингредиенты, как описано ниже.

Водная фаза эмульсии масло-в-воде должна составлять от примерно 5 до 98% и предпочтительно от примерно 25 до 90% от массы эмульсии. Она должна включать воду и водорастворимые компоненты, такие как щелочи, алканоламины, поливодородные спирты и консерванты. В водную фазу могут быть введены также другие добавки и ингредиенты, как описано ниже.

Эмульсия масло-в-воде по данному изобретению является особо полезной для косметических и фармацевтичесих или лекарственных композиций, таких как кремы, лосьоны, антиперспиранты, продукты для макияжа, солнцезащитные продукты, шампуни и продукты для очистки тела. При приготовлении косметических композиций различные добавки и ингредиенты могут быть включены в одну или в обе из масляной и водной фаз описанной здесь эмульсии, или они могут быть введены после образования эмульсии. Такие добавки и другие ингредиенты включают эмоленты, увлажнители, загустители, вещества УФ-А и УФ-В фильтров, консерванты, красители, альфа-гидроксикислоты, вещества, улучшающие внешний вид, такие как крахмал, отдушки и ароматические вещества, пленкообразователи (влагозащитные агенты), гидрофильные или липофильные активные вещества, стабилизаторы, наполнители, антиоксиданты, антисептики, противогрибковые, антимикробные и другие лекарственные соединения и растворители. Обычно могут быть использованы эффективные количества одного или нескольких из этих и других активных и функциональных ингредиентов, и они могут составлять от примерно 0,001 до 50% от веса композиции и более предпочтительно от примерно 0,1 до 15 мас.% в расчете на массу композиции.

Приготовление эмульсионных композиций по данному изобретению обычно включает ввод компонентов масляной фазы вместе с аминополикарбоксилатным производным крахмала и сополиолом диметикона в один сосуд. Затем эту масляную фазу нагревают до примерно 75-90°С при перемешивании. Воду и другие компоненты водной фазы соединяют в другом сосуде, перемешивают и нагревают до примерно 80°С. Затем водную фазу медленно добавляют к масляной фазе при 80°С, продолжая перемешивание. Средняя величина рН эмульсии должна быть в интервале от примерно 5 до 8,0 и может регулироваться от примерно 2,5 до 8,5 добавлением кислоты или основания. Такая регулировка может быть обычно выполнена альфа-гидроксикислотами и/или бета-гидроксикислотами, хлористоводородной кислотой или органическим/неорганическим основанием. Косметические эмульсионные композиции готовят подобным образом путем ввода различных функциональных добавок и ингредиентов в соответственно подходящие фазы.

Нижеследующие примеры дополнительно поясняют осуществление данного изобретения. В примерах все части и проценты даны по массе, все температуры указаны в градусах Цельсия, если не указано иное. ХЭПК картофельный крахмал, который указан в примерах, представляет собой модифицированный картофельный крахмал, изготовляемый и поставляемый National Starch and Chemical Company под названием Structure Solance.

Пример I

Данный пример показывает приготовление косметической эмульсии масло-в-воде в соответствии с данным изобретением. Масляную фазу готовили, соединяя компоненты масляной фазы, описанные ниже, которые включали аминополикарбоксилатное производное картофельного крахмала и сополиол диметикона. Производное картофельного крахмала получали модификацией картофельного крахмала 2-хлорэтиламинодипропионовой кислотой (обозначаемой далее как ХЭПК). Такой модифицированный ХЭПК картофельный крахмал имеет структуру формулы I.

Компоненты масляной фазы объединяли и нагревали до примерно 75-90°С при перемешивании. Компоненты водной фазы объединяли и нагревали до 80°С и затем медленно добавляли к масляной фазе в течение 20-30 минут при перемешивании, поддерживая в это время температуру 80°С.

Фаза А мас.%

Диметикон 7,5

Циклометикон 12,5

ХЭПК картофельный крахмал 2,0

Сополиол диметикона 5,0

Фаза В

Деионизированная вода q.s. до 100

Консерванты q.s.

Получали стабильную эмульсию (в течение 8 недель при 45°С), и композиция имела хорошие совместимость и реологические свойства, а также эстетичный внешний вид и ощущение мягкости.

Пример II

Подобные эмульсионные композиции получали как в примере I (образцы от В до F), и они имели следующие составы:

Все из вышеуказанных композиций косметических эмульсий масло-в-воде были стабильными, совместимыми и обладали хорошими реологическими, эстетическими и другими функциональными свойствами.

Пример III

Другие эмульсионные композиции масло-в-воде, подобные примеру I, получали, используя вместо ХЭПК-модифицированного картофельного крахмала ксантановую смолу. Образцы от G до I имели следующие составы:

Все композиции косметических эмульсий масло-в-воде от G до I были стабильными и совместимыми и обладали хорошими функциональными свойствами.

Пример IV

Композиции косметических эмульсий масло-в-воде, подобные примеру I, получали, используя вместо ХЭПК-модифицированного картофельного крахмала фосфат гидроксипропилкрахмала (образец J) и гидроксиэтилцеллюлозу (образец К). Составы были следующими:

Обе композиции (J и К) были стабильными и совместимыми и проявили хорошие функциональные свойства, что позволяет использовать их в качестве косметических композиций.

Пример V

Дополнительные композиции косметических эмульсий масло-в-воде готовились как в примере I и имели следующие составы:

Из вышеприведенных композиций получали стабильные эмульсии, и они имели хорошую совместимость, а также хорошие эстетические свойства и мягкость.

Пример VI

Как в примере I готовили другую эмульсию масло-в-воде, содержавшую следующие ингредиенты:

Фаза А мас.%

Гидрированный полиизобутилен 22,0

Сополиол диметикона 3,0

Ксантановая смола 0,5

Гидроксиэтилцеллюлоза 0,5

Фаза В

Деионизированная вода q.s. до 100

Консерванты q.s.

Рецептура позволила получить стабильную эмульсию с хорошей совместимостью эстетическими и тактильными свойствами.

Пример VII

Как в примере I готовили другую эмульсию масло-в-воде, содержавшую следующие ингредиенты:

Фаза А мас.%

Диметикон 6,5

Циклометикон 14,5

Сополиол диметикона 3,0

ХЭПК картофельный крахмал 1,35

Ксантановая смола 0,3

Гидроксиэтилцеллюлоза 0,25

Фаза В

Деионизированная вода q.s. до 100

Алюмосиликат магния 1,0

Консерванты q.s.

Пример VIII

Готовили лосьон, получая эмульсию масло-в-воде как в примере I со следующими ингредиентами:

Фаза А мас.%

Октилметоксициннамат 7,5

Октилсалицилат 5,0

Бензофенор-3 3,0

Изоэйкозан 7,0

Холестерол 1,0

Циклометикон 4,5

Фенилтриметикон 2,6

Сополиол диметикона 3,0

ХЭПК картофельный крахмал 1,25

Ксантановая смола 0,35

Фаза В

Деионизированная вода q.s. до 100

Консерванты q.s.

Приготовленный как указано выше лосьон был стабильным и имел хорошие характеристики и внешний вид, и ощущения мягкости.

Пример IX

Готовили солнцезащитный лосьон, состоящий из следующих ингредиентов. Объединяли ингредиенты фазы А и при перемешивании нагревали их до 75-90°С. Воду фазы В нагревали до 80°С и при перемешивании добавляли остальные ингредиенты. Затем фазу В медленно добавляли к фазе А, продолжая перемешивание в течение 20-30 минут и поддерживая температуру при 80°С. Затем при перемешивании добавляли фазу С и при 45°С добавляли предварительно смешанные ингредиенты фазы D.

Фаза А мас.%

Октилметоксициннамат 7,5

Октилсалицилат 5,0

Бензофенор-3 3,0

Изоэйкозан 7,0

Холестерол 1,0

Циклометикон 4,5

Фенилтриметикон 2,6

Цетеариловый спирт 1,25

Сополиол диметикона 3,0

ХЭПК картофельный крахмал 1,4

Ксантановая смола 0,35

Фаза В

Деионизированная вода q.s. до 100

Гидроксид натрия (25%)

Акрилат/октилакриламид 0,9

Сополимер (Dermacryl 79) 2,0

Фаза С

Консерванты q.s.

Фаза D

Пропиленгликоль 2,0

Модифицированный кукурузный крахмал (Dry Flo AF) 2,0

Полученный солнцезащитный лосьон был стабильным и имел хороший эстетичный вид и свойства ощущения мягкости.