Brevet FR2492682A1 — publié le 19820430

La présente invention concerne des émulsions utiles pour exercer une activité antimicrobienne contre divers micro-organismes et elle a plus particulièrement trait à des émulsions nouvelles du type huile-dans-eau contenant des esters alkyliques inférieurs d'acide p- hydroxybenzolque et stables à des cóles de congélation et de décongélation et à la chaleur, en usage pratique. Jusqu'à présent, il était connu que certains esters alkyliques inférieurs d'acide p-hydroxybenzoúque tels que le p-hydroxybenzoate d'isopropyle, le p-hydroxy- benzoate d'isobutyle et le p-hydroxybenzoate de n-butyle étaient utiles comme préservateurs. Le brevet des Etats- Unis d'Amérique N 3 097 131 fait connaître que des mélanges eutectiques d'esters alkyliques d'acide p- hydroxybenzoique peuvent être émulsionnés dans une solu- tion aqueuse contenant des colloides protecteurs tels que la gélatine, la carboxyméthylcellulose, etc. Toutefois, on ne pense pas que de telles émulsions possèdent le degré désiré de stabilité à la chaleur ou de stabilité à la congélation pour toutes les applications et elles peuvent être sujettes à la "rupture" ou séparation en deux phases. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 085 889 révèle l'utilisation du sorbitol pour confé- mer la stabilité à des cycles de congélation et de décongélation d'émulsions d'asphalte, d'émulsions de résine et d'émul- sions de caoutchouc, mais ne suggère pas que cela puisse conférer la stabilité thermique à des émulsions. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N 199 719 déposée le 23 Octobre 1980 aux noms de Donald F. Loncrini et John J. Taylor, intitulée "Methods for Preparing Eutectic Mixtures of p-Hydroxybenzoic Acid Esters", décrit des procédés de préparation d'huiles eutectiques formées de mélanges de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs d'acide p-hydroxybenzoique tels que le p- hydroxybenzoate d'isopropyle, le p-hydroxybenzoate d'iso- butyle et le p-hydroxybenzoate de n-butyle. Il serait avantageux de trouver un moyen de formuler ces mélanges d'huiles eutectiques en émulsions du type huile-dans-eau qui soient douées de stabilité à des cycles de congélation et de décongélation et à la chaleur en vue de leur utili- sation comme agents ou compositions antimicrobiens. Parmi les divers objets de l'invention, on peut noter la proposition d'émulsions nouvelles du type huile- dans-eau contenant des huiles eutectiques formées de mélanges de trois ou plus de trois esters alkyliques infé- rieurs d'acide p-hydroxybenzoique; la proposition d'émul- sions de ce genre qui sont stables à des cycles de congé- lation-décongélation et à la chaleur; et la proposition de procédés de préparation de ces émulsions. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre. En bref, la présente invention est axée sur une émulsion stable du type huile-dans-eau qui comprend envi- ron 10 à 60 % en poids d'une huile eutectique contenant un mélange de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs d'acide phydroxybenzolque, environ 1,5 à 5,0 % en poids d'un agent émulsionnant qui peut être la gélatine, la caséine, le collagène, l'oléate de glycéryle, le sel d'ammonium ou de sodium de l'ester sulfurique de nonyl- phénoxypoly(éthylèneoxy)-éthanol ou leurs mélanges, envi- ron 3 à 10 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. L'invention concerne également le procédé de prépa- ration de ces émulsions. Conformément à l'invention, on a découvert que lorsque du sorbitol était incorporé à des émulsions du type huile-dans-eau d'huiles eutectiques formées de mé- langes de trois ou plus de trois esters alkyliques infé- rieurs d'acide p-hydroxybenzoique et de certains agents émulsionnants, les émulsions résultantes présentaient une meilleure stabilité à des cycles de congélation-décongéla- tion et à la chaleur. On entend désigner par stabilité à des cycles de congélation-décongélation, l'aptitude d'une émulsion à résister à au moins quatre cycles de congéla- tion et de décongélation. On entend désigner par stabilité à la chaleur l'aptitude d'une émulsion à rester sous la forme d'une émulsion pendant au moins trois semaines à C. Les huiles eutectiques formées de mélanges de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs d'acide phydroxybenzoique auxquelles la présente invention peut être appliquée sont, par exemple, celles dont la prépara- tion est décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique précitée. Ces mélanges eutectiques sont sous la forme d'huiles et sont formés de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs (c'est-àdire des esters dont les groupes alkyle contiennent 1 à 6 atomes de carbone) d'acide p-hydroxybenzoique, tels que le p-hydroxybenzoate d'isopropyle, le p-hydroxybenzoate d'isobutyle et le p- hydroxybenzoate de n-butyle dans une proportion d'environ 1:1:1 à 4:2:2, de préférence de 4:2,5:2,5 à 4:3:3. Il y a lieu de remarquer que d'autres mélanges eutectiques de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs d'acide p-hydroxybenzoique tels qu'un mélange de phydroxybenzoate d'isopropyle, de p-hydroxybenzoate de sec.-butyle et de p-hydroxybenzoate d'amyle, de p-hydroxybenzoate de sec.- butyle, de p-hydroxybenzoate d'isobutyle et de p-hydroxy- benzoate de n-butyle, etc., peuvent être utilisés de même dans la mise en oeuvre de l'invention. Tel que décrit dans le présent mémoire, on forme ces mélanges eutectiques in situ, de préférence en faisant réagir tout d'abord de l'acide p-hydroxybenzoique et un alcanol inférieur tel que l'alcool isopropylique en présence d'un catalyseur d'estérification tel que l'acide sulfurique pour former un premier ester alkylique inférieur d'acide p-hydroxy- benzoique (par exemple le p-hydroxybenzoate d'isopropyle), en faisant réagir le mélange résultant avec deux ou plus de deux alcanols inférieurs (par exemple l'alcool iso- butylique et l'alcool n-butylique)à chaud pour former un mélange de trois ou plus de trois esters alkyliques d'acide p-hydroxybenzoique (par exemple le p-hydroxybenzoate d'iso- propyle, p-hydroxybenzoate d'isobutyle et p-hydroxybenzoate de n-butyle), en arrêtant la réaction lorsque la proportion des esters alkyliques inférieurs d'acide p-hydroxybenzoique respectifs est telle que leurs mélanges soient liquides à la température ambiante, et en isolant le mélange eutecti- que résultant. D'autres procédés de formation de tels mélanges eutectiques sont également décrits dans la demande de brevet précitée. Ces mélanges euitectiques sont donc formés directement, sans qu'il soit nécessaire de former séparément et d'isoler les esters individuels et de les faire fondre ensuite ou de les mélanger d'une autre façon pour former les mélanges eutectiques liquides. Les émulsions huile-dans-eau stables de l'inven- tion peuvent contenir environ 10 à 60 % en poids d'un tel mélange eutectique d'huiles, environ 1,5 à 5,0 % en poids d'un agent émulsionnant qui peut être la gélatine, la caséine, le collagène, l'oléate de glycéryle, le sel d'ammonium ou de sodium d'un ester sulfurique de nonyl- phénoxypoly(éthylèneoxy)-éthanol ou leurs mélanges, envi- ron 3 à 10 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. Des quantités plus grandes de l'agent émulsionnant et de sorbitol peuvent être utilisées, mais ne sont pas néces- saires. L'agent émulsionnant de choix est la gélatine. Dans la mise en pratique de l'invention, on peut utiliser de la gélatine du type A ou B (qui peut être hydrolysée ou de voile égal à 100) ou du type C, telle que la gélatine vendue sous la désignation commerciale "Crotein SPC" par la firme Croda Colloids Corp. La quantité de gélatine nécessaire pour former une émulsion stable varie avec le type de gélatine (c'est-à-dire avec le degré de voile) et la quantité de mélange eutectique d'huiles incorporé à l'émulsion. Par exemple, on utilise 3,5 % en poids de gélatine hydrolysée pour préparer une émulsion huile-dans- eau eutectique à 50 %, tandis qu'on n'utilise que 1,5 % en poids de gélatine de degré de voile égal à 100 pour préparer la même émulsion. Les autres agents émulsionnants utiles dans la mise en oeuvre de l'invention sont, comme indiqué, la caséine, le collagène, l'oléate de glycéryle et le sel d'ammonium ou de sodium de l'ester sulfurique de nonyl- phénoxypoly(éthylèneoxy)-éthanol. Ce dernier peut être le sel d'ammonium de l'ester sulfurique de nonylphénoxypoly- (éthylèneoxy)-éthanol vendu sous les désignations commer- ciales "Alipal CO-436", "Alipal EP-110", "Alipal EP-115" ou "Alipal EP-120" ou le sel de sodium de l'ester sulfuri- que de nonylphénoxypoly(éthylèneoxy)-éthanol vendu sous la désignation commerciale "Alipal C0-433", tous produits par la firme GAF Corporation. L'oléate de glycéryle peut être celui qui est vendu sous la désignation commerciale "Atmos 300" par la firme ICI (Etats-Unis d'Amérique). Pour la préparation d'émulsions contenant de plus faibles quantités (par exemple 10 %) du mélange eutec- tique d'huiles, il est préconisé d'utiliser un mélange d'oléate de glycéryle et du sel d'ammonium ou de sodium de l'ester sulfurique de nonylphénoxypoly(éthylèneoxy)- éthanol comme agent émulsionnant, par exemple dans des proportions en poids de 1 % de chacun des ingrédients. Il est désirable que les nouvelles émulsions du type huile-dans-eau de l'invention aient un pH de l'ordre de 7,5 à 8,0 environ. A cette fin, il est appré- cié, mais non essentiel, d'incorporer un agent ajustant le pH qui peut être l'hydrogénophosphate disodique, l'acétate de sodium ou le bicarbonate de sodium, en une quantité d'environ 1,5 % en poids. On a également trouvé que le phosphate de sodium tribasique (Na3P04) et l'hydro- génophosphate dipotassique (K2HPO4) pouvaient ttre utilisés également comme agent ajustant le pH. Le sorbitol est avantageusement formulé dans les émulsions de l'invention par l'utilisation d'une solu- tion aqueuse à 70 % de sorbitol. On prépare les nouvelles émulsions de l'invention en chauffant d'abord le mélange eutectique d'huiles à une température d'environ 50 à 70 C, en chauffant une solution aqueuse de l'agent émulsionnant et de sorbitol (et d'agent ajustant le pH, si cet agent est inclus) dans la même plage de températures, en ajoutant ensuite le mélange eutec- tique d'huiles chauffé à la solution aqueuse chauffée et en agitant et homogénéisant ensuite le mélange résultant pour former l'émulsion huile-dans-eau désirée. Les émulsions huile-dans-eau ainsi formées sont stables dans une plage de températures de -20 à 50 0C et sont stables à des cycles de congélation et de décongé- lation et à la chaleur. On admet que le sorbitol confère ou favorise cette double stabilité. Ainsi, les émulsions de l'invention ont les propriétés désirées qui les rendent utiles dans la préparation de compositions antimicrobien- nes. D'autres détails concernant la pratique de l'in- vention ressortent des exemples suivants. Exemple 1 On prépare comme indiqué ci-après une émulsion huile-dans-eau à 50 % d'un mélange eutectique d'huiles formé de p-hydroxybenzoate d'isopropyle, de p-hydroxy- benzoate d'isobutyle et de p-hydroxybenzoate de n-butyle dans la proportion respective de 4:2,25:2,26. L'huile eutectique (75 g) est placée dans un bécher de 150 ml et chauffée à 70 C au bain-marie. 75 ml d'eau contenant 6 % de gélatine (type C, vendu sous la. désignation commerciale "Crotein SPC" par la firme Croda Colloids Corp., New York, N.Y.), 3 % d'hydrogénophosphate disodique (Na2HPO4) et 6 % de sorbitol venant d'une solu- tion à 70 % de sorbitol, sont placés dans un bécher de ml et chauffés à 70 C. On mélange l'huile eutectique et la solution aqueuse en les versant simultanément dans un bêcher de 250 ml sur la plaque d'un agitateur magnéti- que. On poursuit l'agitation pendant 15 minutes, après quoi on homogénéise le mélange dans un mélangeur Waring. L'émulsion résultante contient 50 % en poids d'huile eutectique, 4,5 % en poids de gélatine, 2 % en poids d'hydrogénophosphate disodique et 4,5 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. Cette émulsion a résisté à quatre cycles de congélation et de décongélation et à un essai de stabilité thermique à 50 C. Exemple 2 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1, à la différence qu'on a omis le sorbitol. L'émulsion résul- tante s'est cassée pendant le premier cycle de congélation et de décongélation et à 50 C en 24 heures. Exemple 3 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1, pour préparer une émulsion huile-dans-eau stable contenant % de l'huile eutectique, 3,5 % de gélatine (type C hydrolysé), 1,5 % d'hydrogénophosphate disodique, 3 % de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 4 On a répété le mode opératoire de l'exemple 3, dans la préparation d'une émulsion stable contenant 50 % de l'huile eutectique, 3,5 % de gélatine, 1,5 % d'hydro- génophosphate disodique, 4 % de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 5 On a répété le mode opératoire de l'exemple 3 pour préparer une émulsion stable contenant 50 % de l'huile eutectique, 3,0 % de gélatine, 1,5 % d'hydrogénophosphate disodique, 4 % de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 6 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 pour préparer une émulsion stable contenant 50 % de l'huile eutectique, 1,5 % de gélatine (type A, degré de voile = 100), 1,5 % d'hydrogénophosphate disodique, 6 % de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 7 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 dans la préparation d'une émulsion stable contenant 50 % de l'huile eutectique, 3 % de caséine, 1,5 % d'hydrogéno- phosphate disodique, 10 % de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 8 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 pour préparer une émulsion stable contenant 50 % de l'huile eutectique, 2 % du sel d'ammonium de l'ester sulfurique de nonylphénoxypoly(éthylèneoxy)-éthanol vendu sous la désigna- tion commerciale "Alipal C0-436" par la firme GAF Corpora- tion, 2 % d'oléate de glycéryle vendu sous la désignation commerciale "Atmos 300" par la firme ICI (Etats-Unis d'Amé- rique), 8 % de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 9 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 pour préparer une émulsion stable blanche contenant 50 % en poids d'huile eutectique formée d'un mélange de p- hydroxybenzoate d'isopropyle, de p-hydroxybenzoate de sec.- butyle et de p-hydroxybenzoate d'amyle dans la proportion de 4:1,8:4,8, 3,5 % en poids de gélatine (type C hydrolysé), 1,5 % en poids d'hydrogénophosphate disodique et 3 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 10 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 pour préparer une émulsion stable d'un blanc sale contenant % en poids d'une huile eutectique formée d'un mélange de p-hydroxybenzoate de sec.-butyle, de p-hydroxybenzoate d'isobutyle et de p-hydroxybenzoate de n-butyle dans la proportion de 2, 3:4:2,83, 3,5 % en poids de gélatine (type C hydrolysé), 1,5 % en poids d'hydrogénophosphate disodique et 2 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. Exemple 11 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 pour préparer une émulsion stable d'un blanc mat contenant % en poids de la même huile eutectique que celle qui a été utilisée dans l'exemple 1, 3,5 % en poids de la même gélatine, 3,0 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. L'émulsion avait un pH de 7,7. Exemple 12 On a répété le mode opératoire de l'exemple 11, à la différence qu'on a également incorporé 1,5 % en poids d'hydrogénophosphate disodique. L'émulsion blanche résul- tante avait un pH de 7,8. Exemple 13 On a répété le mode opératoire de l'exemple 11, à la différence qu'on a également incorporé 3,0 % en poids d'hydrogénophosphate disodique. L'émulsion blanche résul- tante avait un pH de 8,3. Exemple 14 On a répété le mode opératoire de l'exemple 11, à la différence qu'on a incorporé également 1,5 % en poids d'acétate de sodium. L'émulsion de couleur crème résultante avait un pH de 7,5. Exemple 15 On a répété le mode opératoire de l'exemple 11, à la différence qu'on a également incorporé 1,5 % en poids de bicarbonate de sodium. L'émulsion blanche résultante avait un pH de 8,6. Exemple 16 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1, à la différence qu'on a incorporé 60 % en poids de l'huile eutectique utilisée dans l'exemple 1. Exemple 17 On a répété le mode opératoire de l'exemple 1 pour préparer une émulsion stable blanche contenant 10 % en poids de la même huile eutectique que celle qui a été utilisée dans l'exemple 1, 1 % en poids de "Alipal CO436", 1 % en poids de "Atmos 300", 8,5 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. D'après les indications données ci-dessus, on peut constater que les divers objectifs de l'invention sont atteints et que d'autres résultats avantageux sont obtenus. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être appor- tées sans sortir de son cadre. - REVENDICATIONS 1. Emulsion huile-dans-eau stable, caractérisée en ce qu'elle comprend environ 10 a 60 % en poids d'une huile eutectique comprenant un mélange de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs d'acide p- hydroxybenzoTque, environ 1,5 à 5,0 % en poids d'un agent émulsionnant choisi entre la gélatine, la caséine, le collagène, l'oléate de glycéryle et le sel d'ammonium ou de sodium d'un ester sulfurique de nonylphénoxypoly(éthylèneoxy)-éthanol et leurs mélanges, environ 3 à 10 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau. 2. Emulsion huile-dans-eau stable suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient en outre environ 1,5 % en poids d'un agent ajustant le pH, choisi entre l'hydrogénophosphate disodique, l'acétate de sodium, le bicarbonate de sodium, le phosphate de sodium tribasique et l'hydrogénophosphate dipotassique. 3. Emulsion huile-dans-eau stable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'huile eutecti- que contient un mélange de p-hydroxybenzoate d'isopropyle, de phydroxybenzoate d'isobutyle et de p-hydroxybenzoate de n-butyle. 4. Procédé de production d'une émulsion huile- dans-eau stable comprenant environ 10 à 60 % en poids d'une huile eutectique contenant un mélange de trois ou plus de trois esters alkyliques inférieurs d'acide p-. hydroxybenzoique, environ 1,5 à 5,0 % en poids d'un agent émulsionnant choisi entre la gélatine, la caséine, le collagène, l'oléate de glycéryle et le sel d'ammonium ou de sodium d'un ester sulfurique de nonylphénoxypoly(éthylène- oxy)-éthanol et leurs mélanges, environ 3 à 10 % en poids de sorbitol, le reste étant de l'eau, procédé caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer ladite huile eutectique à une température d'environ 50 à 70 C, à chauffer une solu- tion aqueuse dudit agent émulsionnant et de sorbitol à une température d'environ 50-à 70 C, à ajouter ladite huile eutectique chauffée à ladite solution aqueuse chauffée, puis à agiter et à homogénéiser le mélange résultant pour - 11 former ladite émulsion. 5. Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que l'émulsion contient en outre environ 1,5 % en poids d'un agent ajustant le pH, choisi entre l'hydrogénophosphate disodique, l'acétate de sodium, le bicarbonate de sodium, le phosphate de sodium tribasique et l'hydrogénophosphate dipotassique et ledit agent ajus- tant le pH est contenu dans ladite solution aqueuse. 6. Procédé suivant la revendication 4, carac- térisé en ce que ladite huile eutectique comprend un mélange de p-hydroxybenzoate d'isopropyle, de p-hydroxy- benzoate d'isobutyle et de p-hydroxybenzoate de n-butyle.