Procedimiento de fabricación de cera en dispersiones acuosas a partir de concentrados de geles autoemulsionantes.

Procedimiento de fabricación de una dispersión de aceite en agua a partir de concentrados de gelesautoemulsionantes,

que consta de los pasos siguientes:

(a) proporcionar un concentrado de emulsionante (A) que contiene por lo menos:

(A.1) del 0 al 80 % en peso de uno o de varios polioles (P),

(A.2) del 0,01 al 99 % en peso de agua (W) y

(A.3) del 1 al 80 % en peso de un tensioactivo iónico (I) y / o de un tensioactivo no iónico (N),

porcentajes referidos al concentrado de emulsionante (A),

(b) poner en contacto una fase aceite (O) con el concentrado de emulsionante (A) en campo de flujo en lo esencialexclusivamente laminar, con el fin de obtener un concentrado de gel O/W autoemulsionante (G) que tenga uncontenido de aceite superior al 5 % en peso,

(c) mezclar el concentrado de gel O/W (G) con agua, que puede contener otros aditivos,

en el que la fase aceite es una fase cera sólida a 25ºC que tiene un punto de reblandecimiento superior a 25ºC ydurante la puesta en contacto los componentes de los pasos (a) y (b) o bien de los pasos (a), (b) y (c) que semezclan tienen una temperatura superior al punto de reblandecimiento de la fase cera y la dispersión de aceite enagua, una vez enfriada, presenta como fase dispersa el sólido de la cera suspendida.

Procedimiento de fabricación de cera en dispersiones acuosas a partir de concentrados de geles autoemulsionantes La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de dispersiones de cera/aceite en agua (O/W) a partir de concentrados de geles autoemulsionantes en campo de flujo laminar.

Las dispersiones son sistemas multifásicos dispersos formados por lo menos por dos fases casi insolubles entre sí. En el caso más simple, una dispersión es un sistema bifásico formado por una fase hidrófila o polar, p.ej. acuosa, y una fase de sólido aceitosa, lipófila o apolar. La fase interior o dispersa está presente en forma de partículas de sólido en el seno de la fase continua exterior.

El término de microemulsión / microdispersión no tiene una definición unitaria en la bibliografía técnica habitual. Con él se describen sistemas monofásicos, emulsiones bicontinuas, micelas hinchadas y otras estructuras, que pueden ser transparentes o turbias. No es posible la clasificación de una emulsión como microemulsión solamente teniendo en cuenta el tamaño medio de las gotitas. En lo que sí hay unidad de criterios es en considerar que las microemulsiones son sistemas termodinámicamente estables, mientras que otras emulsiones están por el contrario estabilizadas cinéticamente y tienen que denominarse inestables en sentido termodinámico. Por consiguiente, en el caso presente se recurre exclusivamente a la definición termodinámica.

En el sentido de la invención, las nanodispersiones son dispersiones cuyos tamaños medios de gotas son inferiores a una micra. Las dispersiones con tamaños medios de gotas iguales o mayores a una micra son macrodispersiones en el sentido de esta invención.

Las emulsiones de tamaño de gotas suficientemente pequeño se generan actualmente por lo general en un campo de flujo turbulento mediante sistemas de rotor-estator o mediante homogeneizadores de alta presión o, lo cual es todavía poco frecuente, mediante ultrasonidos, aprovechando las fuerzas de cavitación generadas con estos dispositivos.

Se entiende por composiciones O/W “autoemulsionantes” aquellas composiciones que en agua se descomponen espontáneamente, es decir, sin aportación de energía mecánica, por ejemplo agitación o incluso homogeneización, en una dispersión O/W de partículas sólidas discretas, que pueden moverse en la dispersión.

Cuando, incluso sin mezclado a fondo, resulta una dispersión O/W eventualmente lechosa que no se desemulsiona (no se separa en sus fases) y que es estable por lo menos durante una hora, entonces tal dispersión es una composición autoemulsionante en el sentido de la presente invención.

Ya se han descrito sistemas de fabricación de dispersiones O/W denominadas autoemulsionantes. Sin embargo, a menudo se expresan criterios muy distintos para definir lo que es autoemulsionante. En muchos casos de sistemas supuestamente autoemulsionantes o denominados autoemulsionantes es necesaria una agitación vigorosa o por lo menos una mezclado a fondo de los componentes por agitación.

Existen p.ej. preconcentrados líquidos, normalmente aceites, por lo general anhidros, que contienen emulsionantes solubles en aceites, y que a menudo se emplean en combinación con hidrocoloides y electrolitos. Las emulsiones 45 O/W resultantes de tales preconcentrados tienen a menudo una calidad mediana en lo que respecta a la estabilidad al almacenado. En cuanto a la autoemulsionabilidad de los preconcentrados, la solubilidad del sistema de emulsionante en la fase aceite tiene una importancia decisiva. Las gotitas finas de aceite solo pueden generarse cuando se eligen específicamente la fase aceite y los componentes solubles en agua y se ajustan recíprocamente en sus concentraciones. Pero de este modo, los sistemas pierden flexibilidad, porque los concentrados ya no pueden utilizarse con suficiente versatilidad.

Para lograr una flexibilidad total no solo en lo referente a los emulsionantes sino también en lo tocante a la fase aceite, es un objetivo de la presente invención desarrollar un concentrado autoemulsionante, que permita elegir los emulsionantes o los tensioactivos, con lo cual es posible disponer de un amplio abanico de componentes aceite a 55 emplear y naturalmente también de electrolitos y de sus concentraciones. Sería también deseable disponer de un amplio abanico de hidrocoloides a emplear en lo referente a la viscosidad deseada y también a la sensación causada en la piel y eventualmente la resistencia al agua que se desea en las emulsiones una vez secadas.

Al mismo tiempo sería deseable obtener un concentrado que permita evitar los dispositivos homogeneizados costosos, p.ej. los homogeneizadores de rotor-estator o de alta presión, y que permita realizar la transformación a temperaturas elevadas.

En el documento DE-A-2928041 se describe un procedimiento de fabricación de masas de aceites o grasas, agua, emulsionante y aditivos diversos, que se emulsionan fácilmente formando emulsiones de aceite en agua. Para ello 65 se añade con agitación p.ej. una mezcla que contiene lecitina, parafina y etanol sobre agua, con lo cual se forma una emulsión O/W. En el documento DE-C-961649 se describe un procedimiento de fabricación de emulsiones acuosas de parafina mediante emulsionantes no iónicos, el mezclado se realiza con calor y después se enfría a temperatura ambiente. En EP-A-1524029 se describen formulaciones fácilmente emulsionables de agua y un tensioactivo, a partir de las cuales se pueden fabricar emulsiones cosméticas por agitación. Finalmente, en WO-A1-02/43672 se describe un procedimiento de fabricación emulsiones de partículas finas por mezclado de un aceite, emulsionante y

agua y posterior homogeneización a presión. En las citas de la bibliografía técnica mencionadas previamente no se describen dispersiones de aceite en agua, que pueden fabricarse por mezclado de concentrados de emulsionantes, que contienen tensioactivos, con una fase aceite sólida, que funde por encima de 25ºC, en un campo de flujo laminar.

Según una forma de ejecución debería conseguirse un tamaño medio de partícula lo más pequeño posible, exigencia mínima: tamaño medio de partícula inferior a 1 micra, sin tener que renunciar a un paso intermedio de un concentrado autoemulsionante.

Se tienen que desarrollar además concentrados, a partir de los cuales por dilución con agua y adición de otras sustancias se pueden fabricar dispersiones de calidad constante, dicha fabricación puede realizarse en continuo y también por partidas. Para los dos procedimientos de fabricación tiene que ser posible un control de calidad seguro y rápido, para garantizar de modo permanente una calidad de emulsión elevada y fácilmente predecible.

De modo sorprendente, la presente invención permite solucionar el problema antes planteado con un procedimiento que proporciona de concentrados de geles autoemulsionantes y las macrodispersiones y en especial las nanodispersiones que pueden obtenerse a partir de los anteriores. El procedimiento se caracteriza por los pasos siguientes:

(a) proporcionar un concentrado de emulsionante (A) que contiene por lo menos: 25 (A.1) del 0 al 80 % en peso, con preferencia del 0, 1 al 75 % en peso, de uno o de varios polioles (P) ,

(A.2) del 0, 01 al 99 % en peso, con preferencia del 50 al 70 % en peso de agua (W) y

(A.3) del 1 al 80 % en peso, con preferencia entre el 5 y el 40 % en peso y en especial entre 10 el 30 % en peso de uno o varios tensioactivos iónicos (I) y / o uno o varios tensioactivos no iónicos (N) , con preferencia ambos, porcentajes referidos en cada caso al concentrado de emulsionante (A) ,

(b) poner en contacto una fase aceite (O) con el concentrado de emulsionante (A) en campo de flujo laminar, con el fin de obtener un concentrado de gel O/W autoemulsionante (G) que tenga un contenido de aceite superior al 5 % en peso, con preferencia del 60 al 99 % y con preferencia especial del 80 al 98 % en peso,

(c) mezclar el concentrado de gel O/W (G) con agua, que puede contener otros aditivos, con el fin de obtener una macroemulsión O/W (M) o una nanoemulsión O/W (C) ya sea espontáneamente sin intervención de fuerzas de

cizallamiento, ya sea de modo acelerado con intervención de un agitador, pero en cada caso en un campo de flujo laminar,

en el que (b) una fase cera sólida a 25ºC tiene un punto de reblandecimiento superior a 25ºC y durante la puesta en contacto los componentes de los pasos (a) y (b) o bien de los pasos (a) , (b) y (c) que se mezclan tienen una temperatura superior al punto de reblandecimiento y la dispersión de aceite en agua, una vez enfriada, presenta como fase dispersa el sólido de la cera suspendida.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de fabricación de una dispersión de aceite en agua a partir de concentrados de geles autoemulsionantes, que consta de los pasos siguientes: 5

(a) proporcionar un concentrado de emulsionante (A) que contiene por lo menos:

(A.1) del 0 al 80 % en peso de uno o de varios polioles (P) ,

(A.2) del 0, 01 al 99 % en peso de agua (W) y

(A.3) del 1 al 80 % en peso de un tensioactivo iónico (I) y / o de un tensioactivo no iónico (N) , porcentajes referidos al concentrado de emulsionante (A) ,

(b) poner en contacto una fase aceite (O) con el concentrado de emulsionante (A) en campo de flujo en lo esencial exclusivamente laminar, con el fin de obtener un concentrado de gel O/W autoemulsionante (G) que tenga un contenido de aceite superior al 5 % en peso,

(c) mezclar el concentrado de gel O/W (G) con agua, que puede contener otros aditivos,

en el que la fase aceite es una fase cera sólida a 25ºC que tiene un punto de reblandecimiento superior a 25ºC y durante la puesta en contacto los componentes de los pasos (a) y (b) o bien de los pasos (a) , (b) y (c) que se mezclan tienen una temperatura superior al punto de reblandecimiento de la fase cera y la dispersión de aceite en agua, una vez enfriada, presenta como fase dispersa el sólido de la cera suspendida.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado de emulsionante (A) con independencia entre sí contiene:

(A.1) del 0, 1 al 75 % en peso de poliol (P) ,

(A.3) del 5 al 40 % en peso y en especial del 10 al 30 % en peso de un tensioactivo iónico (I) y / o de un tensioactivo no iónico (N) , y/o (A.2) del 50 al 70 % en peso de agua.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado de gel O/W (G) tiene un contenido de aceite del 60 al 99 % y con preferencia especial del 80 al 98 % en peso.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado de gel O/W se incorpora espontáneamente al agua sin necesidad de aplicar fuerzas de cizallamiento, formándose una

macrodispersión/macroemulsión (M) (en sentido termodinámico) y en especial una nanodispersión/nanoemulsión (C) .

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua del paso (c) contiene menos de un 5 % en peso, con preferencia menos de un 2, 5 % en peso de aditivos.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque uno o varios componentes de la cera se eligen entre el grupo formado por: ceras de Fischer-Tropsch, parafinas, cera de carnauba, éteres de dialquilo (>C14) , alcoholes de Guerbet de más de 28 átomos de carbono, eventualmente ceras de polietileno parcialmente oxidadas y resinas de silicona.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el concentrado de gel O/W contiene espesantes, en especial celulosa, goma de celulosa, silicatos de aluminio y magnesio y derivados orgánicos de arcilla, derivados de ácido silícico, goma arábiga, goma tragacanto, alginatos y/o goma xantano.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el tensioactivo no iónico se elige entre uno o varios componentes del grupo formado por:

• alcoxilatos de C2 a C4 de alcoholes de C10 a C22 lineales o ramificados, en distribución estadística de los grupos

alcoxilato o en una estructura de bloques, con preferencia por lo menos 6 grupos alcoxilato, 55 • ésteres de monoglicerina de ácidos carboxílicos de C8 a C24,

• alquilpoliglicósidos de C8 a C32,

• ésteres de ácidos grasos de poli (alquilen de C2 a C4) glicol-glicerilo,

• ésteres (de C8 a C32) de sorbita oxoalquilados (de C2 a C4) ,

• alcoxilatos de C2 a C4 de ácidos mono- y digrasos (>C8) ,

• productos de condensación de óxido de etileno con el producto de reacción del óxido de propileno y etileno diaminas;

• alcoxilatos (de C2 a C4) de N, N’-diacilalquilenodiamina,

• aminas grasas (>C8) etoxiladas,

• alcoxilatos de N-acil-N-alquilamida de N-acilamidas alcoxiladas (de C2 a C4) , 65 • tensioactivos “gemini” no iónicos y

• N-metilgluconamidas con un resto hidrocarburo de C6 a C32,

• alcoxilatos de C2 a C4 de triglicéridos de ácidos grasos (>C8) y

• poliglicerinas parcialmente esterificadas con ácidos grados de C8 a C22, que tienen de 3 a 20 unidades glicerina, con preferencia de 3 a 10.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el tensioactivo iónico se elige entre uno o varios de los componentes del grupo siguiente:

• (alquil de C8 a C18) -etersulfatos,

• sulfosuccinatos en combinación con alcoholes grasos de C6 a C15, 10 • ácidos grasos de 8 a 30 átomos de carbono y sus jabones,

• mono- y diésteres de glicerina de ácidos carboxílicos de C8 a C24, en especial de C12 a C18,

• ácidos carboxílicos esterificados con ácido láctico y cítrico o tartárico y eventualmente están total o parcialmente neutralizados,

• éster de sorbita de ácidos mono-, di- o tri (alquil de C8 a C24) , en especial (alquil de C12 a C18) -fosfóricos y sus 15 alcoxilatos C2 y/o C3,

• sulfonatos de olefinas de C10 a C24,

• beta- (alquil de C8 a C18) -oxialcanosulfonatos,

• tensioactivos “gemini” aniónicos,

• aminoalcanoatos de la fórmula R-NH (CH2) nCOOM, en la que n, m son un número de 1 a 4, R es alquilo o alquenilo20 de C8 a C22 y M es hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalinotérreo, amonio o alcanolamonio,

• tensioactivos (de betaína) bipolares (zwitteriónicos) ,

• fosfatos de alcoholes de C8 a C22 alcoxilados de C2 a C4, en especial del alcohol tridecílico,

• fosfatos de alcoholes de C8 a C22 lineales o ramificados y

• alcoxilatos de C2 a C4 de alcoholes de C8 a C22 lineales o ramificados, con distribución estadística de los grupos

alcoxilato o en estructura de bloques, con preferencia por lo menos con 6 grupos alcoxilato, carboximetilados y saponificados.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea por lo menos un tensioactivo iónico según la reivindicación 9 junto con un alcohol graso ramificado que tiene por lo menos 8 átomos de carbono, en 30 especial junto por lo menos con uno de los tensioactivos iónicos siguientes:

• (alquil de C8 a C18) -etersulfatos,

• sulfonatos de olefinas de C10 a C24,

• beta- (alquil de C8 a C18) -oxialcanosulfonatos, 35 • fosfatos de alcoholes de C8 a C22 alcoxilados de C2 a C4, en especial del alcohol tridecílico,

• fosfatos de alcoholes de C8 a C22 lineales o ramificados y/o

• lactatos de alquilo de C12 a C15 lineales o ramificados.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la dispersión de aceite en agua contiene por lo 40 menos del 50 al 98 % en peso de agua y del 1 al 50 % en peso de cera.

12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el poliol es la glicerina.

13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la porción de cera en la fase aceite se sitúa por lo 45 menos entre el 20 y el 100 % en peso de la fase aceite, con preferencia una cantidad superior al 80 % en peso.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la fase aceite contiene:

• ésteres de ácidos carboxílicos de C8 a C24 de la triglicerina, en especial de ácidos carboxílicos de C12 a C18,

• compuestos di-, tri- o polihidroxilados total o parcialmente esterificados con ácidos carboxílicos de C6 a C32 o con ácidos hidroxicarboxílicos de C6 a C32,

• benzoatos de alquilo de C12 a C15,

• éteres de di (C12-C32) ,

• ésteres (>C32) y/o 55 • aceites de silicona, en especial polidimetilsiloxano.