Brevet FR3127758A1 — publié le 20230407

COMPOSITION POLYMERIQUE EPAISSISANTE POUR COMPOSITION COSMETIQUE ET DETERGENTE L’invention concerne une composition polymérique pour épaissir une composition cosmétique ou détergente, ladite composition polymérique comprenant soit au moins un polymère réticulé avec au moins un réticulant labile et au moins un réticulant non labile, soit au moins deux polymères réticulés, au moins un étant réticulé avec au moins un réticulant labile, et au moins un étant réticulé avec au moins un réticulant non labile. La composition polymérique selon l’invention permet de maintenir la viscosité d’une composition cosmétique ou détergente dans le temps. Figure pour l'abrégé : Néant COMPOSITION POLYMERIQUE EPAISSISANTE POUR COMPOSITION COSMETIQUE ET DETERGENTE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L’invention concerne une composition polymérique pour épaissir une composition cosmétique ou détergente. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Les compositions cosmétiques et détergentes, comme les adoucissants pour le textile, présentent des problèmes de stabilité pendant leur durée de vie et/ou de stockage chez le consommateur. Ces instabilités sont corrélées à une augmentation de la teneur en électrolytes dans les compositions au fil du temps. Ces électrolytes sont issus de réactions secondaires d’ingrédients contenus dans la composition, comme les esters d’amine quaternaire. Le temps et la température sont les principaux paramètres influant sur ces réactions secondaires. Les polymères épaississants, obtenus par émulsion inverse, tels que les polymères à base de (méth)acrylate de diméthylaminoéthyle ((M)ADAME) quaternisé sont connus pour stabiliser les compositions cosmétiques et détergentes. La propriété stabilisante est apportée par un empilement compact de polymères hydratés (ou hydrogels) épaississant la phase aqueuse de la composition cosmétique ou détergente par un mécanisme de répulsion de charge. La plage de viscosité obtenue dépend du volume développé par l’hydrogel qui lui-même dépend de la structure du polymère et plus précisément la densité de réticulation dans le réseau du polymère le constituant. La viscosité obtenue par ce mécanisme présente une sensibilité accrue à la présence d’électrolytes dans le milieu stabilisé. La quantité d’électrolytes générée par les réactions secondaires citées, entraîne une chute de viscosité et donc de stabilité des compositions cosmétiques et détergentes au cours du temps. Les électrolytes sont des substances chimiques chargées positivement ou négativement et capable de transporter ou conduire une charge électrique, généralement dans une solution. Actuellement, pour compenser cette perte de viscosité ou de stabilité, les industriels surdosent en polymère épaississant les compositions cosmétiques et détergentes. Cette solution n’est bien entendu pas satisfaisante et la demanderesse a recherché une alternative technique. Le problème que se propose de résoudre l’invention est de fournir un épaississant efficace pour des compositions cosmétiques et détergentes, et permettant de palier à la perte de viscosité dans le temps desdites compositions cosmétiques et détergentes. L’invention concerne une composition polymérique pour épaissir les compositions cosmétiques et détergentes qui permet de réduire significativement la perte de viscosité dans le temps desdites compositions, et préférentiellement de maintenir leur viscosité dans le temps. Les meilleures performances apportées par l’invention permettent de réduire la quantité de polymère épaississant, ce qui implique une réduction des rejets de gaz à effets de serre tels que le CO2 associés à la fabrication et à l’utilisation de ces polymères. L’invention concerne une composition polymérique, pour épaissir une composition cosmétique ou détergente, ladite composition polymérique comprenant : Soit au moins un polymère réticulé avec au moins un réticulant labile et au moins un réticulant non labile, Soit au moins deux polymères réticulés, au moins un étant réticulé avec au moins un réticulant labile, et au moins un étant réticulé avec au moins un réticulant non labile. L’invention concerne également une composition cosmétique ou détergente comprenant au moins une composition polymérique épaississante selon l’invention. L’invention concerne aussi une méthode pour viscosifier une composition cosmétique ou détergente avec au moins une composition polymérique épaississante selon l’invention. Enfin, l’invention concerne une méthode pour maintenir la viscosité d’une composition cosmétique ou détergente dans le temps avec au moins une composition polymérique épaississante selon l’invention. La composition polymérique selon l’invention permet de maintenir une viscosité constante au cours du temps malgré une augmentation de la concentration en électrolyte dans la composition cosmétique ou détergente. Ainsi il n’est plus nécessaire de surdoser le polymère épaississant. L’expression « maintenir la viscosité dans le temps » signifie que la viscosité de la composition cosmétique ou détergente épaissie avec la composition polymérique selon l’invention est maintenue à la même valeur dans une période d’au moins un an, préférentiellement d’au moins trois ans. Cette expression comprend également le cas où la viscosité est légèrement réduite (au maximum de 10% de la valeur initiale, préférentiellement au maximum 5%), mais également le cas où la perte de viscosité est significativement réduite (d’au moins 50%, préférentiellement d’au moins 80%) par rapport à une composition cosmétique ou détergente ne comprenant pas la composition polymérique selon l’invention, et ce après une période d’un an. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, l’ajout d’un réticulant labile en combinaison avec un réticulant non labile permet de compenser la chute de viscosité liée à l’augmentation de la concentration en électrolyte dans le milieu. Lors de l’ajout de la composition polymérique dans la composition cosmétique ou détergente, il se forme, comme mentionné plus haut un empilement compact de polymères hydratés appelés également hydrogels. L’hydrolyse du réticulant labile (dé-réticulation) au cours du temps, et sous l’action de la température, permet d’augmenter le volume des hydrogels dans la composition cosmétique ou détergente et ainsi de maintenir la fraction volumique occupée dans ladite composition cosmétique ou détergente. La viscosité de la composition cosmétique ou détergente est donc maintenue au cours du temps. La viscosité est mesurée avec un appareil Brookfield, la mesure étant effectuée à 20°C. L’homme du métier sait adapter non seulement le module du viscosimètre Brookfield mais aussi la vitesse du module en fonction de la viscosité du fluide dont il souhaite mesurée la viscosité. Dans la suite de la description, cette viscosité est appelée viscosité Brookfield ou tout simplement viscosité. Dans une première alternative, la composition polymérique selon l’invention comprend au moins un polymère réticulé avec au moins un réticulant labile et au moins un réticulant non labile. Préférentiellement, ledit polymère est réticulé avec un seul réticulant labile et avec un seul réticulant non labile. Bien entendu il peut être réticulé avec plusieurs réticulants labiles et plusieurs réticulants non labiles. Dans une seconde alternative, la composition polymérique selon l’invention comprend au moins un polymère réticulé avec au moins un réticulant labile et au moins un polymère réticulé avec au moins un réticulant non labile. Le polymère réticulé selon l’invention est préférentiellement un polymère synthétique. Il est préférentiellement obtenu à partir d’au moins un monomère ayant une insaturation éthylénique. Il est préférentiellement un polymère obtenu à partir d’au moins un monomère non ionique et/ou au moins un monomère anionique et/ou au moins un monomère cationique et/ou un monomère zwittérionique. Le réticulant labile signifie un réticulant qui peut être dégradé par certaines conditions de chaleur et/ou au fil du temps, après qu'il a été incorporé dans la structure polymère, pour réduire le degré de réticulation dans le polymère réticulé. Les conditions de stockage, la température, l’apparition d’électrolytes entrainent le clivage des liaisons dans le réticulant labile sans dégrader substantiellement le reste du squelette polymère. Le réticulant labile peut être choisi parmi les diacrylamides et les méthacrylamides de diamines tels que le diacrylamide de pipérazine, les esters d'acrylate ou de méthacrylate, le diacrylate d'éthylèneglycol, le diacrylate de polyéthylèneglycol, le triméthacrylate de triméthylopropane, le triacrylate de triméthylol éthoxylé, le tétracrylate de pentaérythritol éthoxylé, et les esters vinyliques ou allyliques d'acides di ou trifonctionnels. Le réticulant labile est préférentiellement choisi parmi les diacrylates solubles dans l'eau tels que le diacrylate de PEG 200, le diacrylate de PEG 400, le diacrylate de PEG 600, le diacrylate de PEG 1000, le diacrylate d’éthylène glycol, le diacrylate de diéthylène glycol, le diacrylate de tréthylène glycol, le diacrylate de tetraéthylène glycol, et les dérivés vinyliques polyfonctionnels d'un polyalcool tels que le triacrylate de triméthylol (9-20) éthoxylé. La quantité de réticulant labile dans le polymère réticulé est préférentiellement comprise entre 100 et 200 000 ppm, plus préférentiellement entre 200 et 100 000 ppm, encore plus préférentiellement entre 300 et 70 000 ppm, encore plus préférentiellement entre 400 et 50 000 ppm encore plus préférentiellement entre 500 et 30 000 ppm sur la base des moles totales de monomère. Les ppm sont exprimés en poids. Le réticulant non labile signifie un réticulant qui n'est pas dégradé dans les conditions de température ou au fil du temps. Un réticulant non labile permet de contrôler la conformation expansée de l’hydrogel. Le réticulant non labile peut être choisi parmi le méthylène bisacrylamide, la diallylamine, la triallylamine, la divinylsulfone, l'éther diallylique de diéthylèneglycol et similaires. Le réticulant non labile est préférentiellement le méthylène bisacrylamide. La quantité de réticulant non labile dans le polymère réticulé est préférentiellement comprise entre 1 et 2000 ppm, plus préférentiellement entre 10 et 1500 ppm, et encore plus préférentiellement entre 20 et 1000 ppm, et encore plus préférentiellement entre 100 et 1000 ppm sur la base des moles totales de monomère. Les ppm sont exprimés en poids. Le ou les monomères non ioniques pouvant être utilisés dans le cadre de l’invention peuvent être choisis, notamment, dans le groupe comprenant les monomères vinyliques solubles dans l’eau. Des monomères préférés appartenant à cette classe sont, par exemple, l’acrylamide, le méthacrylamide, le N-isopropylacrylamide, le N,N-diméthylacrylamide et le N-méthylolacrylamide. Egalement, peuvent être utilisés la N-vinylformamide, le N-vinyl acétamide, la N-vinylpyridine et la N-vinylpyrrolidone, l’acryloyl morpholine (ACMO), le méthacrylate de glycidyle, le méthacrylate de glycéryle et la diacétone acrylamide. Un monomère non ionique préféré est l’acrylamide. Le ou les monomères anioniques sont préférentiellement choisis parmi l’acide acrylique, l’acide méthacrylique, l’acide itaconique, l’acide maléique, l’acide acrylamido tertio butyl sulfonique (également appelé ATBS ou acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique), l’acide vinylsulphonique, l’acide vinylphosphonique, ledit monomère anionique étant non salifié, partiellement ou totalement salifié, et les sels du méthacrylate de 3-sulfopropyle. La forme salifiée correspond avantageusement aux sels de métaux alcalins (Li, Na, K…), de métaux alcalino-terreux (Ca, Mg…) ou d’ammonium, notamment les ammoniums quaternaires. Les monomères anioniques préférés sont l’ATBS et l’acide acrylique et ou leurs sels. Ci-avant et ci-après, les monomères cationiques et les monomères anioniques, comme le MADAME et l’ATBS, incluent les formes non salifiées, salifiées, partiellement ou totalement salifiées. Le ou les monomères cationiques pouvant être utilisés dans le cadre de l’invention peuvent être choisis, notamment parmi les monomères du type acrylamide, acrylique, vinylique, allylique ou maléique possédant une fonction ammonium quaternaire par salification ou quaternisation. On peut citer, en particulier et de façon non limitative, l’acrylate de diméthylaminoéthyle (ADAME) quaternisé, le méthacrylate de diméthylaminoéthyle (MADAME) quaternisé, le chlorure de diméthyldiallylammonium (DADMAC), le chlorure d’acrylamido propyltriméthyl ammonium (APTAC), et le chlorure de methacrylamido propyltrimethyl ammonium (MAPTAC). Les monomères cationiques préférés sont l’acrylate de diméthylaminoéthyle (ADAME) quaternisé, le méthacrylate de diméthylaminoéthyle (MADAME) quaternisé, la quaternisation étant préférentiellement faite avec l’ion chlorure. Le ou les monomères zwitterioniques peuvent également être utilisés dans le cadre de l’invention ; ils associent à la fois les charges anioniques et cationiques sur un seul et même monomère. Ils peuvent être choisis, notamment parmi les monomères du type bétaïne, sultaïne, sulfobétaïne, phosphobétaïne, et carboxybétaïne. A titre d'exemples de monomères zwitterioniques, on peut mentionner le sulfopropyl diméthylammonium éthyl méthacrylate, le sulfopropyl diméthylammonium propylméthacrylamide, le sulfopropyl 2-vinylpyridinium, et le phosphato éthyl triméthylammonium éthyl méthacrylate. Le polymère réticulé selon l’invention est préférentiellement un polymère cationique ou anionique. Lorsque le polymère réticulé est cationique, il est préférentiellement soit un homopolymère cationique, soit un copolymère comprenant au moins un monomère cationique, et au moins un monomère non ionique. Dans ce cas, la quantité de monomère cationique est préférentiellement comprise entre 50 et 100 % mol, plus préférentiellement comprise entre 70 et 90 % mol et la quantité de monomère non ionique est préférentiellement comprise entre 0 et 50 % mol, et plus préférentiellement entre 10 et 30 % mol. Lorsque le polymère réticulé est anionique, il est préférentiellement soit un homopolymère anionique, soit un copolymère comprenant au moins un monomère anionique, et au moins un monomère non ionique. Dans ce cas, la quantité de monomère anionique est préférentiellement comprise entre 50 et 100 % mol, et la quantité de monomère non ionique est préférentiellement comprise entre 0 et 50 % mol. Dans la seconde alternative, les deux polymères ont préférentiellement la même ionicité. Autrement dit si le polymère réticulé avec au moins un réticulant labile est cationique, alors, le polymère réticulé avec un réticulant non labile est également cationique. De manière générale, le polymère réticulé selon l’invention ne nécessite pas de développement de procédé de polymérisation particulier. En effet, il peut être obtenu selon toutes les techniques de polymérisation bien connues par l’homme de métier. Il peut notamment s’agir de polymérisation en solution ; polymérisation en gel ; polymérisation par précipitation ; polymérisation en émulsion (aqueuse ou inverse) ; polymérisation en suspension ; polymérisation par extrusion réactive ; polymérisation eau dans eau ; ou de polymérisation micellaire. Le polymère selon l’invention est préférentiellement obtenu par polymérisation en émulsion inverse. L’émulsion inverse est préférentiellement distillée pour ainsi obtenir une concentration en polymère comprise préférentiellement entre 3 et 65% en poids. Dans la seconde alternative, les deux polymères sont préférentiellement préparés séparément l’un de l’autre, puis mélangés pour obtenir la composition polymérique épaississante de l’invention. La proportion en poids de l’un par rapport à l’autre est préférentiellement comprise entre 10 :90 et 90 :10. Lorsque les polymères sont préparés séparément par émulsion inverse, il est préférable de mélanger les deux émulsions inverse dans les proportions adéquates, et d’effectuer ensuite une distillation sur le mélange obtenu pour ainsi obtenir une concentration en polymère comprise préférentiellement entre 3 et 65% en poids. Ainsi, de préférence, la composition polymérique de l’invention est une émulsion inverse, le polymère est alors dans les gouttelettes d’eau de l’émulsion. La polymérisation est généralement une polymérisation à radicaux libres. Par polymérisation par radicaux libres, nous incluons la polymérisation par radicaux libres au moyen d’initiateurs UV, azoïques, redox ou thermiques ainsi que les techniques de polymérisation radicalaire contrôlée (CRP) ou les techniques de polymérisation sur matrice. La mise en œuvre de la composition polymérique épaississante pourra être faite selon les connaissances et les pratiques des formulateurs des compositions cosmétiques et détergentes. L’invention concerne également une composition cosmétique ou détergente comprenant au moins une composition polymérique épaississante selon l’invention. Dans la présente invention, les compositions cosmétiques incluent également les compositions dermatologiques et pharmaceutiques. Elles comportent en général une phase aqueuse. Elles sont appliquées notamment sur la peau ou les cheveux et se présentent généralement sous la forme d’émulsions huile dans eau, et parfois eau dans huile, pour former par exemple des crèmes ou des lotions. De telles compositions peuvent, par exemple, correspondre à des crèmes ou lotions anti-âge, des soins après-rasage, des crèmes hydratantes, des lotions colorantes pour cheveux, des shampoings, des après shampoings des shampoings conditionneur, des produits de douche, des crèmes nettoyantes, ou encore des pommades ou des crèmes ou lotions solaires. Les crèmes se distinguent des lotions par leur plus forte viscosité. Les épaississants ou modificateur de rhéologie sont largement utilisés dans ces compositions pour adapter leur profil sensoriel (aspect, application) aux exigences du consommateur, mais aussi pour suspendre ou stabiliser des principes actifs. Par compositions détergentes, on entend des compositions pour le nettoyage de diverses surfaces, notamment de fibres textiles, de surfaces dures de toute nature comme la vaisselle, les sols, les vitres, les surfaces en bois, en métal ou en composite. De telles compositions correspondent, par exemple, à des lessives pour laver le linge manuellement ou dans une machine à laver, des produits pour nettoyer la vaisselle manuellement ou pour lave-vaisselle, des produits détergents pour laver les intérieurs de maison comme les éléments de cuisine, les toilettes, l’ameublement, les sols, les vitres, et les autres produits nettoyants à usage universel. La quantité de la composition polymérique épaississante selon l’invention ajoutée dans la composition cosmétique ou détergente est préférentiellement comprise entre 0,01 et 5 % en poids, plus préférentiellement entre 0,1 et 3% en poids. Dans la première alternative selon l’invention, la quantité de polymère réticulé, avec au moins un réticulant labile et au moins un réticulant non labile, ajoutée dans la composition cosmétique ou détergente est préférentiellement comprise entre 0,005 et 3 % en poids, plus préférentiellement entre 0,05 et 2% en poids. Dans la seconde alternative selon l’invention, la quantité de polymère réticulé avec au moins un réticulant labile ajoutée dans la composition cosmétique ou détergente est préférentiellement comprise entre 0,0005 et 2,7 % en poids, plus préférentiellement entre 0,005 et 1,8% en poids, et la quantité de polymère réticulé avec au moins un réticulant non labile ajoutée dans la composition cosmétique ou détergente est préférentiellement comprise entre 0,0005 et 2,7 % en poids, plus préférentiellement entre 0,005 et 1,8% en poids. Les compositions cosmétique et détergentes contiennent également d’autres ingrédients bien connus de l’homme de métier comme de l’eau, des huiles minérales ou végétales, des solvants organiques, des agents tensioactifs, des principes actifs cosmétiques ou pharmaceutiques, des vitamines, des agents chélatants, des émollients, des agents hydratants, des extraits botaniques, des filtres solaires, des adjuvants de détergence ou de nettoyage, des agents de fluorescence, des agents moussants ou des agents suppresseurs de mousse, des agents neutralisants, des agents d’ajustement du pH, des conservateurs, des parfums, des composés opacifiants, des colorants sans que cette liste soit limitative. L’homme de métier sait comment, avec quels ingrédients il peut formuler une composition cosmétique ou détergente. Pour les compositions cosmétiques on pourra se référer à la demande FR 2 979 821, et pour les compositions détergentes on pourra se référer aux documents FR 2 766 838, FR 2 744 131, EP 0 759 966. L’invention concerne aussi une méthode pour viscosifier une composition cosmétique ou détergente avec au moins une composition polymérique épaississante comme précédemment exposée. La méthode comprend la mise en œuvre de la composition polymérique selon l’invention par les techniques connues de l’homme de métier. La méthode comprend donc une étape d’addition de la composition polymérique selon l’invention dans ladite composition cosmétique ou détergente. Les quantités de composition polymérique sont telles que décrites ci-dessus. L’invention concerne également l’utilisation d’au moins une composition polymérique selon l’invention pour viscosifier une composition cosmétique ou détergente. Les quantités de composition polymérique sont telles que décrites ci-dessus. L’invention concerne une méthode pour maintenir la viscosité d’une composition cosmétique ou détergente dans le temps avec au moins une composition polymérique épaississante comme précédemment exposée. La méthode comprend donc une étape d’addition de la composition polymérique selon l’invention dans ladite composition cosmétique ou détergente. Les quantités de composition polymérique sont telles que décrites ci-dessus. Enfin, l’invention concerne l’utilisation d’au moins une composition polymérique selon l’invention pour maintenir la viscosité d’une composition cosmétique ou détergente dans le temps. Les quantités de composition polymérique sont telles que décrites ci-dessus. La est une illustration schématique des phénomènes de perte de viscosité dans le temps selon l’art antérieur (partie haute), et de stratégie de maintien de viscosité dans le temps grâce à la composition polymérique selon l’invention. Dans la partie haute de la , un hydrogel obtenu à partir d’un réticulant non labile a initialement un diamètre de 30µm, puis avec le temps, l’action des électrolytes et de la température, son diamètre diminue progressivement à 20µm puis 10µm entrainant une baisse de viscosité du milieu épaissit. La présence croissante d’électrolytes diminue les répulsions ioniques à l’origine de l’effet viscosifiant conduisant à cette perte de viscosité. Dans la partie basse de la , un hydrogel du polymère obtenu à partir d’un réticulant non labile et d’un réticulant labile a initialement une taille de 10µm, puis avec le phénomène d’hydrolyse du réticulant labile (dé-réticulation), sa taille augmente progressivement à 20µm, puis à 30µm conduisant à une augmentation de la viscosité du milieu épaissit dans le temps. Cette augmentation de viscosité vient compenser dans le temps la perte de viscosité observée dans la partie haute de la . Composition polymérique pour épaissir une composition cosmétique ou détergente, ladite composition polymérique comprenant : - Soit au moins un polymère réticulé avec au moins un réticulant labile et au moins un réticulant non labile, - Soit au moins deux polymères réticulés, au moins un étant réticulé avec au moins un réticulant labile, et au moins un étant réticulé avec au moins un réticulant non labile. Composition polymérique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère réticulé est un polymère synthétique obtenu à partir d’au moins un monomère ayant une insaturation éthylénique. Composition polymérique selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le réticulant labile est choisi parmi les diacrylamides et les méthacrylamides de diamines tels que le diacrylamide de pipérazine, les esters d'acrylate ou de méthacrylate, le diacrylate d'éthylèneglycol, le diacrylate de polyéthylèneglycol, le triméthacrylate de triméthylopropane, le triacrylate de triméthylol éthoxylé, le tétracrylate de pentaérythritol éthoxylé, et les esters vinyliques ou allyliques d'acides di ou trifonctionnels. Composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la quantité de réticulant labile dans le polymère réticulé est comprise entre 100 et 200 000 ppm sur la base des moles totales de monomère. Composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le réticulant non labile est choisi parmi le méthylène bisacrylamide, la diallylamine, la triallylamine, la divinylsulfone, l'éther diallylique de diéthylèneglycol. Composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la quantité de réticulant non labile dans le polymère réticulé est comprise entre 1 et 2000 ppm sur la base des moles totales de monomère. Composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le polymère réticulé est un polymère cationique ou anionique. Composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle est sous forme d’émulsion inverse. Composition cosmétique ou détergente comprenant au moins une composition polymérique telle que décrite dans l’une des revendications 1 à 8. Composition cosmétique ou détergente selon la revendication 9 caractérisé en ce qu’elle contient une quantité de composition polymérique comprise entre 0,01 et 5 % en poids. Utilisation d’au moins une composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 8 pour viscosifier une composition cosmétique ou détergente. Utilisation d’au moins une composition polymérique selon l’une des revendications 1 à 8 pour maintenir la viscosité d’une composition cosmétique ou détergente dans le temps.