СТРУКТУРИРОВАННЫЕ КОМПОЗИЦИИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА С НИЗКОЙ ВЕЛИЧИНОЙ рН
STRUCTURED COMPOSITIONS OF SURFACE-ACTIVE SUBSTANCE WITH LOW pH VALUE

Область техники
Данное изобретение относится к композициям поверхностно-активного вещества и, более конкретно, к структурированным жидким композициям поверхностно-активного вещества с низкой величиной pH.
Уровень техники
Структурированные композиции поверхностно-активного вещества являются текучими композициями, пригодными для перекачки, которые обладают вязкостью, уменьшающейся под действием сдвиговых напряжений, и обладают физической способностью суспендирования ингредиентов, нерастворимых или частично растворимых в воде. Обычно фаза поверхностно-активного вещества присутствует в виде плотно расположенных сферолитов, т.е. слоистых капелек, образованных из водного раствора.
Структурированные композиции поверхностно-активного вещества применимы в средствах личной гигиены, таких как шампуни, средства для мытья тела, мыло для рук, лосьоны, кремы, кондиционеры, средства для бритья, составы для умывания лица, нейтральные шампуни и средства для ухода за кожей, в средствах ухода за домом, таких как жидкие моющие средства, средства для стирки, чистящие средства для твердой поверхности, жидкости для мытья посуды, средства для чистки унитаза, и в других видах применения, таких как нефтяной промысел и агрохимические виды применения.
Структурированные композиции поверхностно-активного вещества для рынка средств личной гигиены обычно проявляют pH в интервале примерно от 5 до 7. Поверхностно-активные вещества, используемые в известных структурированных композициях поверхностно-активного вещества, в большинстве случаев непригодны для использования в системах с низкой величиной pH, поскольку типичные компоненты таких композиций становятся нестабильными и неэффективными при pH менее примерно 5.
В некоторых видах применения было бы желательно суспендирование ингредиентов, нерастворимых или частично растворимых в воде, в водной композиции с низкой величиной pH. Например, патент США № 6416768 раскрывает использование эмульсий типа «вода в масле» для объединения активных ингредиентов в композициях с низкой величиной pH. Однако эмульсии типа «вода в масле» способны к суспендированию только липофильных агентов и обычно имеют ограниченную стабильность с течением времени.
Имеется потребность в структурированных композициях поверхностно-активного вещества, которые обеспечивают типичные свойства структурированного поверхностно-активного вещества, а именно вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений, и способность к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов, при низкой величине pH.
Сущность изобретения
В первом аспекте данное изобретение направлено на водную структурированную композицию поверхностно-активного вещества с низкой величиной pH, которая содержит в расчете на 100 частей по массе («мас.ч.») композиции от примерно 3 мас.ч. до примерно 40 мас.ч. одного или нескольких анионогенных поверхностно-активных веществ, выбранных из анионогенных поверхностно-активных веществ на основе эфиров фосфорной кислоты, анионогенных сульфонатных поверхностно-активных веществ и анионогенных карбоксилатных поверхностно-активных веществ; при этом данная композиция проявляет pH менее примерно 5 и вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений, а также способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов.
Во втором аспекте данное изобретение направлено на водную композицию с низкой величиной pH, которая содержит:
непрерывную структурированную фазу поверхностно-активного вещества; указанная структурированная фаза поверхностно-активного вещества содержит воду и один или несколько анионогенных поверхностно-активных веществ, выбранных из анионогенных поверхностно-активных веществ на основе эфиров фосфорной кислоты, анионогенных сульфонатных поверхностно-активных веществ и анионогенных карбоксилатных поверхностно-активных веществ, и проявляет вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений; и
один или несколько нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов, суспендированных в указанной структурированной фазе поверхностно-активного вещества,
при этом данная композиция проявляет pH менее примерно 5.
В третьем аспекте данное изобретение направлено на водную композицию с низкой величиной pH, которая содержит по меньшей мере две отличающихся, по меньшей мере в основном, фазы, по меньшей мере одна из которых представляет собой структурированную фазу поверхностно-активного вещества, которая содержит воду и одно или несколько анионогенных поверхностно-активных веществ, выбранных из анионогенных поверхностно-активных веществ на основе эфиров фосфорной кислоты, анионогенных сульфонатных поверхностно-активных веществ и анионогенных карбоксилатных поверхностно-активных веществ, и проявляет вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений; при этом данная композиция проявляет pH менее примерно 5.
Подробное описание изобретения и предпочтительных вариантов осуществления
Термин «уменьшающаяся под действием сдвиговых напряжений», как он использован здесь со ссылкой на вязкость, означает, что такая вязкость уменьшается при увеличении сдвиговых напряжений. Уменьшение под действием сдвиговых напряжений может быть охарактеризовано как «неньютоновское» поведение, так как оно отличается от поведения классических ньютоновских текучих сред, например воды, вязкость которой не зависит от степени сдвига.
Термин «нерастворимые или частично растворимые в воде компоненты», как он использован здесь со ссылкой на компонент водной композиции, означает, что данный компонент присутствует в водной композиции в концентрации выше предельной растворимости данного компонента, так что в случае компонента, нерастворимого в воде, он остается практически нерастворенным в водной композиции, а в случае компонента, частично растворимого в воде, по меньшей мере часть его остается нерастворенным в водной композиции.
Использованная здесь характеризация водной композиции как «способной к суспендированию» нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов или как находящейся в состоянии, в котором она «может суспендировать» такие компоненты, означает, что данная композиция противодействует всплыванию в ней таких компонентов или их оседанию в такой композиции, так что такие компоненты присутствуют в композиции без приложения к ним усилия, направленного на их всплывание или оседание, и остаются по меньшей мере в основной части суспендированными в такой композиции при предполагаемых условиях обработки, хранения и использования данной водной композиции с низкой величиной pH.
Термин «химически стабильный», как он использован здесь со ссылкой на компонент водной композиции с низкой величиной pH, означает, что компонент остается по меньшей мере в основном без изменения при предполагаемых условиях обработки, хранения и использования такой водной композиции с низкой величиной pH.
α
Термин «ламелярная фаза», как он использован здесь, означает фазу, которая содержит несколько бислоев поверхностно-активного вещества, расположенных параллельно и разделенных жидкой средой. Ламелярная фаза может быть определена, например, рентгеновскими измерениями под малым углом или посредством данных о двойном лучепреломлении при использовании кроссполяризационного микроскопа. Ламелярные фазы включают в себя как сферолитовые фазы, так и типичную форму жидких кристаллов - G-фазу, а также смеси указанных фаз. «G-фазы», которые в литературе иногда называют L-фазами, обычно являются пригодными для перекачки неньютоновскими анизотропными продуктами, которые имеют мутный вид и проявляют себя при протекании как вязкое липкое вещество. Ламелярные фазы могут существовать в нескольких разных формах, включая области в виде параллельных листов, которые образуют объемную основу типичных G-фаз, описанных выше, и сферолиты, образованные из нескольких концентричных сфероидальных оболочек, каждая из которых представляет собой бислой поверхностно-активного вещества. В данном описании термин «G-фаза» будет ограничен композициями, которые представляют собой по меньшей мере частично первую из указанных форм. Сферолиты имеют обычно диаметр в интервале 0,1-50 мкм и тем самым в корне отличаются от мицелл. В отличие от мицеллярных растворов, сферолитовые композиции обычно являются анизотропными и неньютоновскими. При плотном расположении сферолиты обладают хорошей способностью к суспендированию твердых веществ и обеспечивают введение нерастворимых или частично растворимых в воде твердых веществ, жидкостей и/или газов в виде отдельной дискретной фазы, суспендированной в непрерывной матрице из композиции поверхностно-активного вещества.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению проявляет pH от примерно 1,5 до менее чем примерно 5, более типично от примерно 2 до примерно 4,5 и даже более типично от примерно 3 до примерно 4.
В одном из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению содержит в расчете на 100 мас.ч. композиции от примерно 3 до примерно 40 мас.ч., более типично от примерно 5 до примерно 30 мас.ч. и еще более типично от примерно 8 до примерно 20 мас.ч. одного или нескольких анионогенных поверхностно-активных веществ.
8
24
8
24
Соединениями, пригодными в качестве компонента анионогенного поверхностно-активного вещества по данному изобретению, являются анионогенные фосфатные поверхностно-активные вещества, такие как моноалкилфосфаты и диалкилфосфаты, анионогенные сульфонатные поверхностно-активные вещеста, такие как линейные алкилбензолсульфонаты, альфа-олефинсульфонаты и парафинсульфонаты, и анионогенные карбоксилатные поверхностно-активные вещества, такие как алкилэфиркарбоксилаты, а также смеси указанных веществ. В одном из вариантов осуществления алкильным заместителем в таких моноалкилфосфатах, диалкилфосфатах, линейных алкилбензолсульфонатах и алкилэфиркарбоксилатах является (C-C)-алкильная группа, которая может быть разветвленной или линейной, а альфа-олефиновый заместитель таких альфа-олефинсульфонатов является этиленненасыщенная (C-C)-алкенильная группа, которая может быть разветвленной или линейной. Анионогенные поверхностно-активные вещества, которые пригодны в качестве компонента анионогенного поверхностно-активного вещества композиции по данному изобретению, включают в себя, например, лаурилфосфат, цетилфосфат, тридецилфосфат, бегенилфосфат, лаурет-2 фосфат, цетет-3 фосфат, тридецет-4 фосфат, тридецет-6 фосфат, бегенет-4 фосфат, дилаурилфосфат, дицетилфосфат, дитридецилфосфат, дибегенилфосфат, дилаурет-2 фосфат, дипарет-3 фосфат, дицетет-4 фосфат, дитридецет-4 фосфат, дитридецет-6 фосфат, дибегенет-6 фосфат, тридецилбензолсульфонат, додецилбензолсульфонат, лаурет-3 карбоксилат, тридецет-7 карбоксилат, цетет-4 карбоксилат, бегенет-5 карбоксилат или смеси этих соединений, при этом анионогенное поверхностно-активное вещество может быть включено в состав композиции в виде кислоты (в ненейтрализованной форме) или в виде нейтральной соли.
1
6
1
6
В случае нейтрализованной формы катионом любого анионогенного поверхностно-активного вещества является обычно натрий, однако в качестве альтернативного катиона могут быть использованы калий, литий, кальций, магний, аммоний, (C-C)-алкиламмоний или (C-C)-алканоламмоний, такой как изопропиламмоний, моноэтаноламмоний, диэтаноламмоний и триэтаноламмоний. Соли аммония и этаноламмония обычно более растворимы, чем соли натрия. Могут быть использованы смеси указанных выше катионов.
В одном из вариантов осуществления анионогенное поверхностно-активное вещество содержит ненейтрализованные кислоты одного или нескольких эфиров фосфорной кислоты, таких как, например, Dermalcare MAP L-210 (лаурет-2 фосфат) и Rhodifac RS-410 (тридецет-4 фосфат). Такие поверхностно-активные вещества при диспергировании в воде легко образуют ламелярную фазу при низкой величине pH, не требуя при этом структурирующего агента. Склонность к образованию ламелярной фазы делает такие поверхностно-активные вещества особенно пригодными для использования в структурированных жидких композициях с низкой величиной pH.
В одном из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению необязательно содержит один или несколько структурирующих агентов по меньшей мере в эффективном количестве. Подходящие структурирующие агенты, которые обладают химической устойчивостью при низкой величине pH, включают в себя катионогенные поверхностно-активные вещества, такие как соли аминов, соединения четвертичного аммония и оксиды аминов, неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как жирные спирты, этоксилированные спирты и жирные кислоты, и электролиты. Эффективным количеством такого структурирующего агента является такое его количество, которое может способствовать образованию фазы с вязкостью, уменьшающейся под действием сдвиговых напряжений и способной к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов.
Подходящие катионогенные поверхностно-активные вещества являются известными соединениями. В качестве структурирующего компонента композиции по данному изобретению применимо любое катионогенное поверхностно-активное вещество, которое допустимо для использования в видах практического применения данного изобретения и химически стабильно при требуемой величине pH композиции, включая, например, катионогенные поверхностно-активные вещества в соответствии с формулой (1)
в которой:
1
2
3
4
1
2
3
4
R, R, R и R являются независимо атомами водорода или органическими группами при условии, что по меньшей мере одна группа из R, R, R и R не является водородом, а
-
X является анионом.
Если от одной до трех групп R являются водородом, то данное соединение может считаться солью амина. Некоторые примеры катионогенных аминов включают в себя полиэтоксилированный (2) олеил/стеариламин, этоксилированный амин жирных кислот таллового масла, алкиламин на основе жирных кислот кокосового масла, олеиламин и алкиламин жирных кислот таллового масла.
1
2
3
4
1
2
Для соединений четвертичного аммония (обычно называемых «quats») R, R, R и R могут быть одними и теми же или разными органическими группами, однако не могут быть водородом. В одном из вариантов осуществления каждая из групп R, R,
3
4
8
24
R и R является разветвленной или линейной (C-C)-группой, которая может содержать дополнительные функциональные группы, такие как, например, жирные кислоты или их производные, включая эфиры жирных кислот и жирные кислоты с алкоксилированными группами, алкиламидогруппами, ароматическими кольцами, гетероциклическими кольцами, фосфатными группами, эпоксигруппами и гидроксильными группами. Атом азота также может быть частью системы с гетероциклическим или ароматическим кольцом, например, цететилморфолиний этосульфат или стеапириум хлорид.
Подходящие анионы включают в себя, например, хлориды, бромиды, метосульфаты, этосульфаты, лактаты, сахаринаты, ацетаты или фосфаты.
Примеры соединений четвертичного аммония, являющихся производными моноалкиламина, включают в себя: бромид цетилтриметиламмония (также известный как CETAB или цетримониума бромид), хлорид цетилтриметиламмония (также известный как цетримониум хлорид), бромид миристилтриметиламмония (также известный как миртримониум бромид или Quaternium-13), хлорид стеарилдиметилбензиламмония (также известный как стеаралкониум хлорид), хлорид олеилдиметилбензиламмония, (также известный как олеалкониум хлорид), метосульфат лаурил/миристрилтриметиламмония (также известный как кокотримониум метосульфат), цетил-диметил-(2)гидроксиэтил аммоний дигидрофосфат (также известный как гидроксиэтилцетилдимониум фосфат), хлорид масла ореха бабассу - амидопропилкониума, кокотримониум хлорид, дистеарилдимониум хлорид, хлорид жирных кислот масла пшеничных зародышей - амидопропалкониума, стеарилоктилдимониум метосульфат, изостеараминопропалкониум хлорид, дигидроксипропил ПЭГ-5 линолеаммоний хлорид, ПЭГ-2 стеармониум хлорид, Quaternium 18, Quaternium 80, Quaternium 82, Quaternium 84, бегентримониум хлорид, дицетилдимониум хлорид, бегентримониум метосульфат, хлорид жирных кислот таллового масла - тримониума и бегенамидопропилэтилдимониум этосульфат.
Соединения четвертичного аммония, являющиеся производными диалкиламина, включают в себя дистеарилдимониум хлорид, дицетилдимониум хлорид, стеарилоктилдимониум метосульфат, дигидрогенизированный пальмоилэтилгидроксиэтилмониум метосульфат, дипальмитоилэтилгидроксиэтилмониум метосульфат, диолеилэтилгидроксиэтилмониум метосульфат, гидроксипропилбисстеарилдимониум хлорид и их смеси.
Соединения четвертичного аммония, являющиеся производными имидазолина, включают в себя, например, изостеарилбензилимидониум хлорид, кокоилбензилгидроксиэтилимидазолиниум хлорид, кокоилгидроксиэтилимидазолиниум ПГ-хлорид фосфат, Quaternium 32 и стеарилгидроксиэтилимидониум хлорид, а также смеси этих веществ.
Подходящие катионогенные поверхностно-активные вещества включают в себя, например, соли амина, такие как полиэтоксилированный (2) олеил/стеариламин, этоксилированный амин жирных кислот таллового масла, алкиламин на основе жирных кислот кокосового масла, олеиламин и алкиламин жирных кислот таллового масла, или соединения четвертичного аммония, такие как бромид цетилтриметиламмония (также известный как CETAB или цетримониума бромид), хлорид цетилтриметиламмония (также известный как цетримониум хлорид), бромид миристилтриметиламмония (также известный как миртримониум бромид или Quaternium-13), хлорид стеарилдиметилбензиламмония (также известный как стеаралкониум хлорид), хлорид олеилдиметилбензиламмония, (также известный как олеалкониум хлорид), метосульфат лаурил/миристрилтриметиламмония (также известный как кокотримониум метосульфат), цетил-диметил-(2)гидроксиэтил аммоний дигидрофосфат (также известный как гидроксиэтилцетилдимониум фосфат), хлорид масла ореха бабассу - амидопропилкониума, кокотримониум хлорид, дистеарилдимониум хлорид, хлорид жирных кислот масла пшеничных зародышей - амидопропалкониума, стеарилоктилдимониум метосульфат, изостеараминопропалкониум хлорид, дигидроксипропил ПЭГ-5 линолеаммоний хлорид, ПЭГ-2 стеармониум хлорид, Quaternium 18, Quaternium 80, Quaternium 82, Quaternium 84, бегентримониум хлорид, дицетилдимониум хлорид, бегентримониум метосульфат, хлорид жирных кислот таллового масла - тримониума и бегенамидопропилэтилдимониум этосульфат, дистеарилдимониум хлорид, дицетилдимониум хлорид, стеарилоктилдимониум метосульфат, дигидрогенизированный пальмоилэтилгидроксиэтилмониум метосульфат, дипальмитоилэтилгидроксиэтилмониум метосульфат, диолеилэтилгидроксиэтилмониум метосульфат, гидроксипропилбисстеарилдимониум хлорид, изостеарилбензилимидониум хлорид, кокоилбензилгидроксиэтилимидазолиниум хлорид, кокоилгидроксиэтилимидазолиниум ПГ-хлорид фосфат, Quaternium 32 и стеарилгидроксиэтилимидониум хлорид, а также смеси этих веществ.
Кроме того, в качестве структурирующих агентов могут быть использованы оксиды аминов вследствие их катионоактивной природы при низкой величине pH. Характерные примеры подходящих оксидов алкиламинов включают в себя, например, оксид лаурамина, оксид кокамина, оксид кокамидопропиламина и оксид лаурамидопропиламина.
Известны также неионогенные поверхностно-активные вещества. Любое неионогенное поверхностно-активное вещество, которое допустимо для использования в видах практического применения данного изобретения и химически стабильно при требуемой величине pH композиции, пригодно для использования в качестве структурирующего компонента композиции по данному изобретению.
10
22
Подходящие жирные спирты включают в себя, например, насыщенные или ненасыщенные (C-C)-спирты с линейной или разветвленной молекулярной цепью, такие как, например, дециловый спирт, лауриловый спирт, тридециловый спирт, миристиловый спирт, цетиловый спирт, стеариловый спирт, олеиловый спирт, линолеиловый спирт и линолениловый спирт.
10
22
11
15
12
13
14
15
Подходящие этоксилированные спирты включают в себя алкоксилированные, обычно этоксилированные, производные насыщенных или ненасыщенных (C-C)-спиртов с линейной или разветвленной молекулярной цепью, которые могут включать в себя в среднем от 1 до 22 алкоксильных звеньев на молекулу этоксилированного спирта, например, лаурет-1, лаурет-2, лаурет-4, лаурет-5, лаурет-7, лаурет-9, тридецет-1, тридецет-2, тридецет-3, (C-C)-парет-3, (C-C)-парет-5 и (C-C)-парет-9.
Подходящие жирные кислоты включают в себя насыщенные или ненасыщенные
10
22
(C-C)-кислоты, такие как, например, лауриновая кислота, олеиновая кислота, стеариновая кислота, изостеариновая кислота, миристиновая кислота, цетеаровая кислота, изостеариновая кислота, линолевая кислота, линоленовая кислота, рицинолеиновая кислота, элаидиновая кислота, арихидоновая кислота, миристоленовая кислота, пальмитолеиновая кислота или их нейтрализованные формы.
Электролиты, пригодные для использования в композиции по данному изобретению в качестве структурирующего компонента, включают в себя соли многовалентных анионов, такие как пирофосфат калия, триполифосфат калия и цитрат натрия или калия, соли многовалентных катионов, включающие в себя соли щелочноземельного металла, например хлорид кальция или бромид кальция, а также галогениды цинка, хлорид бария и нитрат кальция, соли одновалентных катионов с одновалентными анионами, включая галогениды щелочного металла или аммония, такие как хлорид калия, хлорид натрия, иодид калия, бромид натрия, бромид аммония, нитраты щелочного металла или аммония и полиэлектролиты, такие как открытые полиакрилаты, полималеаты или поликарбоксилаты, лигнинсульфонаты или сополимеры нафталинсульфоната и формальдегида.
Обычно, чем большее количество анионогенного поверхностно-активного вещества присутствует по отношению к его растворимости, тем меньшее количество структурирующего агента требуется для образования структуры, способной к поддержке твердых материалов, и/или для вызывания флокуляции структурированного поверхностно-активного вещества. Структурирующий агент вводят в количестве, достаточном для того, чтобы в комбинации с одним или несколькими анионогенными поверхностно-активными веществами он способствовал образованию структурированной композиции поверхностно-активного вещества, которая проявляет вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений и способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов; такой агент может быть добавлен отдельно или же он может быть включен в один из других исходных материалов, добавляемых к композиции.
В одном из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению содержит в расчете на 100 мас.ч. структурированной композиции поверхностно-активного вещества примерно до 40 мас.ч., более типично от примерно 0,5 до примерно 25 мас.ч. и еще более типично от примерно 1 до примерно 10 мас.ч. одного или нескольких структурирующих агентов.
В другом из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению не требует структурирующего агента для образования ламелярной фазы.
В одном из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению содержит структурирующий агент в количестве меньше его эффективного количества. В другом из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению не содержит структурирующего агента.
Композиция по данному изобретению может необязательно также содержать в дополнение к анионогенному поверхностно-активному веществу и любому катионогенному поверхностно-активному веществу, неионогенному поверхностно-активному веществу и/или электролиту, используемому в качестве структурирующего агента, одно или несколько катионогенных поверхностно-активных веществ, одно или несколько неионогенных поверхностно-активных веществ, один или несколько электролитов, одно или несколько амфотерных поверхностно-активных веществ, одно или несколько цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ или смесь указанных веществ. Такое необязательное катионогенное поверхностно-активное вещество, неионогенное поверхностно-активное вещество и/или электролит могут присутствовать независимо один от другого в количестве, превышающем минимальное количество, в котором данное вещество эффективно действует в качестве структурирующего агента.
Катионогенные поверхностно-активные вещества, неионогенное поверхностно-активное вещество и электролиты, рассмотренные выше, также пригодны в качестве соответствующих необязательного дополнительного катионогенного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества и электролита.
Подходящие цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества являются известными соединениями. В качестве компонента необязательного цвиттер-ионного поверхностно-активного вещества для композиции по данному изобретению применимо любое цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество, которое допустимо для использования в видах практического применения данного изобретения и химически стабильно при требуемой величине pH композиции, включая, например, те из них, которые могут быть широко описаны как производные соединений алифатического четвертичного аммония, фосфония и сульфония, в которых алифатические радикалы могут иметь линейные или разветвленные цепи и в которых один из алифатических заместителей содержит от примерно 8 до примерно 24 атомов углерода, а один из них содержит анионную водосолюбилизирующую группу, такую как карбоксильная, сульфонатная, сульфатная, фосфатная или фосфонатная группа. Характерные примеры подходящих цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ включают в себя алкилбетаины, такие как кокодиметилкарбоксиметилбетаин, лаурилдиметилкарбоксиметилбетаин, лаурилдиметил-альфа-карбоксиэтилбетаин, цетилдиметилкарбоксиметилбетаин, лаурил-бис-(2-гидроксиэтил)карбоксиметилбетаин, стеарил-бис-(2-гидроксипропил)карбоксиметилбетаин, олеилдиметил-гамма-карбоксипропилбетаин и лаурил-бис-(2-гидроксипропил)альфа-карбоксиэтилбетаин, амидопропилбетаины и алкилсультаины, такие как кокодиметилсульфопропилбетаин, стеарилдиметилсульфопропилбетаин, лаурилдиметилсульфоэтилбетаин, лаурил-бис-(2-гидроксиэтил)сульфопропилбетаин и алкиламидопропилгидроксисультаины.
Подходящие амфотерные поверхностно-активные вещества являются известными соединениями. В качестве компонента необязательного амфотерного поверхностно-активного вещества для композиции по данному изобретению применимо любое амфотерное поверхностно-активное вещество, которое допустимо для использования в видах практического применения данного изобретения и химически стабильно при требуемой величине pH композиции, включая, например, те из них, которые могут быть широко описаны как соединения, в которых алифатические радикалы могут иметь линейные или разветвленные цепи и в которых один из алифатических заместителей содержит от примерно 8 до примерно 24 атомов углерода, а один из них содержит анионную водосолюбилизирующую группу, такую как карбоксильная, сульфонатная, сульфатная, фосфатная или фосфонатная группа. Характерные примеры подходящих амфотерных поверхностно-активных веществ включают в себя алкилпропионаты, такие как кокоамфопропионаты, лауроамфопропионаты, тридециламфопропионат, олеиламфопропионаты, каприламфопропионаты, бегениламфопропионаты, дипропионаты, такие как кокоамфодипропионаты, лауроамфодипропионаты, тридециламфодипропионат, олеиламфодипропионаты, каприламфодипропионаты, бегениламфодипропионаты, и амфотерные сульфонаты, такие как кокоамфогидроксипропилсульфонаты, лауроамфогидроксипропилсульфонаты, тридециламфогидроксипропилсульфонаты, олеиламфогидроксипропилсульфонаты, каприламфогидроксипропилсульфонаты, бегениламфогидроксипропилсульфонаты.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению на 100 мас.ч. композиции, включая любое поверхностно-активное вещество, используемое в качестве структурирующего агента, содержит одно или несколько катионогенных поверхностно-активных веществ, неионогенных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и/или цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ в суммарном количестве от примерно 0,1 до примерно 20 мас.ч., более типично от примерно 0,5 до примерно 15 мас.ч. и еще более типично от примерно 1 до примерно 10 мас.ч.
В одном из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества получена объединением и смешиванием поверхностно-активного вещества и воды с последующим необязательным регулированием pH и добавлением любого необязательного структурирующего агента. Смешивание может быть выполнено таким образом, как это требуется для образования гомогенного раствора.
В одном из вариантов осуществления структурированное поверхностно-активное вещество подвергается перемешиванию с воздействием высоких сдвиговых напряжений в известном смесительном оборудовании, таком как, например, смеситель с приложением высоких сдвиговых напряжений или гомогенизатор.
Вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений, измеряют известными вискозиметрическими способами, таким как, например, с использованием ротационного вискозиметра, такого как вискозиметр Брукфильда. В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению проявляет снижение вязкости под действием сдвиговых напряжений во время измерения вязкости с использованием ротационного вискозиметра Брукфильда, снабженного соответствующим шпинделем, при скорости вращения от примерно 0,1 оборотов в минуту (об/мин) до примерно 60 об/мин.
Композиция по данному изобретению способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов, таких как растительные масла, минеральные масла, силиконовые масла, твердые частицы, абразивы и т.п. продукты. Данная композиция предоставляет средство для включения компонентов, трудно объединяемых иным образом, в смеси с поверхностно-активным веществом, получаемых при приготовлении косметических составов с мультифункциональными свойствами, включающими в себя, в некоторых случаях, способность к очистке, увлажнению, чувство ухоженной кожи, отшелушивание/абразивное действие, омолаживающее действие и комбинации этих свойств.
Способность композиции к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов обычно оценивают перемешиванием данной композиции с энергией, достаточной для включения в нее пузырьков воздуха, и последующим визуальным отслеживанием того, остаются ли пузырьки воздуха включенными в композицию в течение определенного периода времени, например, в течение от 12 до 24 часов, при определенных условиях окружающей среды, например, при комнатной температуре. В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению способна к суспендированию пузырьков воздуха в течение по меньшей мере 1 недели, а более типично, в течение по меньшей мере 3 месяцев. Композицию, которая способна к суспендированию пузырьков воздуха в течение по меньшей мере 12 часов, обычно считают способной к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов в данной композиции при обычно ожидаемых условиях обработки, хранения и использования такой композиции. Для компонентов, иных, чем воздух, результаты теста с суспендированием воздуха должны быть подтверждены проведением аналогичных тестов по суспендированию соответствующих компонентов. В случае необычно жестких условий обработки, хранения и/или использования может быть проведено более жесткое тестирование.
В одном из вариантов осуществления способность к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов оценивали при более жестких условиях, а именно смешанные образцы оценивали визуально после проведения с ними нескольких циклов замораживания/оттаивания, при этом каждый цикл замораживания/оттаивания состоял из 12 часов при -10°C и 12 часов при 25°C. В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению оставалась способной к суспендированию пузырьков воздуха после одного цикла замораживания/оттаивания, более типично после 3 циклов замораживания/оттаивания.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению также содержит одно или несколько нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов. Такие компоненты могут быть в виде твердого тела, жидкости или газа и могут содержать один или несколько материалов, выбранных из нерастворимых или частично растворимых в воде химически стабильных агентов, оказывающих благоприятное действие, таких как, например, в случае средств личной гигиены, смягчающие вещества, кондиционеры, увлажняющие средства, витамины, производные витаминов, анти-УФ-агенты, антибактериальные агенты, противогрибковые агенты, дубильные вещества, средства против старения кожи, средства против образования морщин, антиперспиранты, дезодоранты, эфирные масла, душистые вещества, воздух или абразивы, и нерастворимых или частично растворимых в воде химически стабильных добавок, модифицирующих внешний вид, таких как, например, окрашенные или отражающие частицы или гранулы.
В другом варианте осуществления композиция по данному изобретению содержит компонент структурированного поверхностно-активного вещества в соответствии с данным изобретением (т.е. компонент, который содержит воду и одно или несколько анионогенных поверхностно-активных веществ, выбранных из анионогенных поверхностно-активных веществ на основе эфиров фосфорной кислоты, анионогенных сульфонатных поверхностно-активных веществ и анионогенных карбоксилатных поверхностно-активных веществ), который образует первую фазу (которая может сама содержать несколько фаз, включающих в себя водные фазы, ламинарные фазы поверхностно-активных веществ и сферолитовые фазы, как рассмотрено выше), и данная композиция также содержит одну или несколько дополнительных фаз, которые по меньшей мере в основных чертах отличаются от такой первой фазы. Использованный здесь со ссылкой на фазы вариантов осуществления с несколькими фазами по данному изобретению термин «в основном отличается» означает, что каждая их этих фаз проявляет в основном одинаковые свойства в пределах данной фазы, и что данные фазы различаются по меньшей мере одной характеристикой или одним свойством, например визуальными характеристиками, такими как цвет, прозрачность, перламутровый эффект, или физическими/химическими свойствами, такими как вязкость, смазывающая способность, и/или содержанием агента, оказывающим благоприятное действие.
В одном из вариантов осуществления компонент структурированного поверхностно-активного вещества образует первую фазу, которая проявляет вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений, и способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов.
В одном из вариантов осуществления компонент структурированного поверхностно-активного вещества образует первую фазу, которая проявляет вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений, и способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов, и такая композиция содержит по меньшей мере одну дополнительную фазу, которая отличается в основном от такой первой фазы, и которая не проявляет снижения вязкости под воздействием сдвиговых напряжений и/или не способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов.
В одном из вариантов осуществления структурированный компонент поверхностно-активного вещества образует первую фазу, которая проявляет вязкость, уменьшающуюся под действием сдвиговых напряжений, и способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов, и такая композиция содержит по меньшей мере одну дополнительную фазу, такую как дополнительный структурированный компонент поверхностно-активного вещества в соответствии с данным изобретением, которая отличается по меньшей мере в основном от такой первой фазы и которая проявляет снижение вязкости под воздействием сдвиговых напряжений и способна к суспендированию нерастворимых или частично растворимых в воде компонентов.
В одном из вариантов осуществления структурированный компонент поверхностно-активного вещества образует первую фазу, и такая композиция содержит по меньшей мере одну дополнительную фазу, которая отличается по меньшей мере в основном от такой первой фазы, при этом каждая фаза является непрерывной, и эти фазы расположены одна рядом с другой.
В одном из вариантов осуществления структурированный компонент поверхностно-активного вещества образует первую фазу, и такая композиция содержит по меньшей мере одну дополнительную фазу, которая отличается по меньшей мере в основном от такой первой фазы, при этом одна из таких фаз является непрерывной фазой, а другая является дискретной фазой, и эта дискретная фаза расположена рядом с непрерывной фазой или диспергирована в ней.
В одном из вариантов осуществления структурированный компонент поверхностно-активного вещества образует первую фазу, и такая композиция содержит по меньшей мере одну дополнительную фазу, которая отличается по меньшей мере в основном визуально от такой первой фазы, например, по меньшей мере одна дополнительная фаза является непрозрачным нерастворимым в воде компонентом, который суспендирован в первой фазе.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению содержит две отличающиеся фазы, при этом каждая из фаз является непрерывной фазой, и эти фазы расположены одна рядом с другой.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению содержит две отличающиеся фазы, при этом одна фаза является непрерывной фазой, а другая фаза является дискретной фазой, и эта дискретная фаза расположена рядом с непрерывной фазой или диспергирована в ней.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению содержит две отличающиеся фазы, при этом каждая из фаз является непрерывной фазой, и эти две фазы расположены в виде взаимопроникающей сетки.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению содержит две или более визуально отличающиеся фазы, такие как, например, две или более визуально отличающиеся фазы, которые создают внешний вид в виде поочередных полос, отличающихся по внешнему виду.
Композиция по данному изобретению применима, например, в средствах личной гигиены, таких как шампуни, средства для мытья тела, мыло для рук, лосьоны, кремы, кондиционеры, средства для бритья, составы для умывания лица, нейтральные шампуни, и средства для ухода за кожей, и в средствах ухода за домом, таких как жидкие моющие средства, средства для стирки, чистящие средства для твердой поверхности, жидкости для мытья посуды, средства для чистки унитаза, и в других видах применения, таких как нефтяной промысел и агрохимические виды применения.
В одном из вариантов осуществления композиция по данному изобретению представляет собой композицию средства личной гигиены.
В одном из вариантов осуществления структурированная композиция поверхностно-активного вещества по данному изобретению применима в качестве композиции средства личной гигиены.
В одном из вариантов осуществления композиция средства личной гигиены содержит структурированную композицию поверхностно-активного вещества в соответствии с данным изобретением и водный носитель.
В одном из вариантов осуществления, такая композиция средства личной гигиены по данному изобретению также содержит один или несколько химически стабильных агентов, оказывающих благоприятное действие, таких как смягчающие вещества, увлажняющие средства, кондиционеры, кондиционеры для кожи, кондиционеры для волос, витамины или их производные, антиоксиданты, ловушки свободных радикалов, абразивы, красители, агенты для окрашивания волос, обесцвечивающие агенты, агенты для обесцвечивания волос, анти-УФ-агенты, УФ-абсорберы, антимикробные средства, антибактериальные средства, противогрибковые средства, регуляторы меланина, дубильные вещества, депигментирующие средства, агенты для окрашивания кожи, липорегуляторы, агенты для снижения веса, средства против прыщей, средства против себореи, средства против старения, средства против образования морщин, кератолитические агенты, противовоспалительные средства, регенерирующие средства, заживляющие средства, средства для защиты сосудов, антиперспиранты, дезодоранты, иммуномодуляторы, питательные средства, средства для предотвращения выпадения волос, восстановительные средства для перманентной завивки, эфирные масла и душистые вещества.
В одном из вариантов осуществления такая композиция средства личной гигиены по данному изобретению также содержит один или несколько химически стабильных агентов, оказывающих благоприятное действие, которые включают в себя кислоты, такие как аскорбиновая кислота, салициловая кислота, альфа-оксикислоты, бета-оксикислоты, альфа-кетокислоты, необязательно в форме лактона, койевая кислота, кофеиновая кислота, фитиновая кислота, хинная кислота, бензол-1,4-бис(3-метилиденкамфорсульфоновая кислота, гликолевая кислота, молочная кислота, миндальная кислота, яблочная кислота, винная кислота, лимонная кислота, оксимасляная кислота, глюконовая кислота, аскорбиновая кислота, салициловая кислота, гентизиновая кислота, гомогентизиновая кислота и пировиноградная кислота, пиритион цинка, витамин В, ацетат витамина Е, силиконовые текучие среды, кремнийорганические материалы, такие как силиконовый каучук, полиорганосилоксановые текучие среды и сшитые полиорганосилоксановые смолы, углеводородные кондиционирующие агенты, такие как петролатум, минеральные масла, гелирующие минеральные масла, загустители и/или полимеры, оказывающие благоприятное действие, такие как сукциногликан (Rheozan компании Rhodia), метилцеллюлозные продукты, такие как карбоксиметилцеллюлоза (Aqualon CMC-7HOF компании Aqualon), модифицированные крахмалы, такие как натрийгидроксипропилкрахмал фосфат (Pure-Gel 980 и Pure-Gel 998 компании Grain Processing Corporation), модифицированный картофельный крахмал (Structure-Solanace компании National Starch), сополимеры акрилатов, такие как акрилата/аминоакрилата/C10-30 алкил ПЭГ-20 итаконат сополимер (Structure-Plus компании National Starch), катионогенные полимеры (Rheovis CSP, Rheovis CDE, Rheovis CDP компании Ciba), полиакрилимидометилпропан сульфонат/поликватерниум-4 (Plexagel ASC компании ISP), неионогенные полиолы, модифицированные с приданием гидрофобных свойств (Acusol 880, Acusol 882 компании Rohm & Haas).
В одном из вариантов осуществления такая композиция средства личной гигиены по данному изобретению также содержит до примерно 40 мас.ч., более типично от примерно 0,1 до примерно 40 мас.ч., и, даже более типично, от примерно 0,3 до примерно 20 мас.ч. и, еще более типично, от примерно 0,5 до 10 мас.ч. одного или нескольких химически стабильных агентов, оказывающих благоприятное действие.
Композиция средства личной гигиены по данному изобретению может необязательно также содержать другие ингредиенты, такие как, например, консерванты, такие как бензиловый спирт, метилпарабен, пропилпарабен и имидазолидинилмочевина, агенты для регулирования вязкости, электролиты, такие как хлорид натрия и сульфат натрия, агенты для регулирования pH, такие как лимонная кислота, янтарная кислота, фосфорная кислота, гидроксид натрия, гидроксид калия и карбонат натрия, душистые вещества, красители и комплексообразующие соединения, такие как динатрийэтилендиамин тетраацетат.
Обычно композиция средства личной гигиены по данному изобретению может необязательно содержать в расчете на 100 мас.ч. композиции средства личной гигиены и независимым образом для каждого такого ингредиента до примерно 10 мас.ч., предпочтительно от 0,5 мас.ч. до примерно 5,0 мас.ч. таких других ингредиентов, в зависимости от желаемых свойств композиции средства личной гигиены.
ПРИМЕРЫ 1-3
Композиции в Примерах 1-3 были изготовлены смешиванием в указанном относительном количестве ингредиентов, приведенных в Таблице I, с последующим выдерживанием в течение ночи при температуре помещения лаборатории. Обычно вначале в воде растворяли моноалкилфосфат («MAP»), после чего регулировали pH там, где это было необходимо. Все количества указаны в частях по массе на 100 мас.ч. композиции. Смешанные композиции визуально проверяли на наличие в них захваченных пузырьков воздуха.
ТАБЛИЦА I
Ингредиент
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Лаурет-1 фосфат (Dermalcare MAPL-210, Rhodia)
24,9
24,7
24,5
50% NaOH
0,5
1,0
2
вода
74,6
74,3
73,5
Каждую из композиций в Примерах 1-3 оценивали на их способность к суспендированию воздуха, основываясь на визуальном осмотре образцов для определения содержания в них захваченных пузырьков воздуха после выдерживания в течение ночи. Каждую из композиций в Примерах 1-3 подвергали одному циклу замораживания/оттаивания (12 часов при -10°C и 12 часов при 25°C) и оценивали сохранение их способности к суспендированию воздуха после такого цикла замораживания/оттаивания, основываясь на визуальном осмотре образцов для определения содержания в них захваченных пузырьков воздуха после того, как они были подвергнуты циклу замораживания/оттаивания.
ПРИМЕРЫ 4-7
Композиции в Примерах 4-7 были изготовлены смешиванием в указанном относительном количестве ингредиентов, приведенных в Таблице II, с последующим выдерживанием в течение ночи при температуре помещения лаборатории. Обычно вначале в воде растворяли моноалкилфосфат («MAP»), после чего регулировали pH там, где было необходимо. Все количества указаны в частях по массе на 100 мас.ч. композиции.
ТАБЛИЦА II
Ингредиент
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Лаурет-1 фосфат (Dermalcare MAPL-210, Rhodia)
16,7
16,4
24,9
8,3
Изостеариновая кислота
1,3
1,3
Бромид цетримониума (Rhodaquat M242B/99, Rhodia)
0,9
0,9
0,5
0,17
Лаурет-2 (Genapol 26-L-2)
7,1
8,7
Сукциногликан (Rheozan, Rhodia)
1,33
50% NaOH
1,8
1,8
вода
72,2
70,9
74,6
90,2
Композиции в Примерах 4-7 оценивали на их способность к суспендированию воздуха при использовании такой же процедуры, которая была описана выше для Примеров 1-3, и было найдено, что каждая из них обладает способностью к суспендированию воздуха и сохраняет способность к суспендированию воздуха после цикла замораживания/оттаивания.
ПРИМЕРЫ 8-10
Композиции в Примерах 8-10 были изготовлены смешиванием в указанном относительном количестве ингредиентов, приведенных в Таблице III, с последующим выдерживанием в течение ночи при температуре помещения лаборатории. Обычно вначале в воде растворяли моноалкилфосфат («MAP»), после чего регулировали pH и добавляли другие поверхностно-активные вещества и соль там, где это было необходимо. Все количества указаны в частях по массе на 100 мас.ч. композиции.
ТАБЛИЦА III
Ингредиент
Пример 8
Пример 9
Пример 10
Тридецет-4 фосфат (Rhodifac RS-410, Rhodia)
12,2
12,6
12,4
Тридецет-7-карбоновая кислота (Nikkol ECT-7, Nikko)
3,8
Лаурилбетаин (Mirataine BB/FLA, Rhodia)
4,9
5,0
5,0
Лаурет-2 (Genapol 26-L-2)
4,6
Изостеариновая кислота
1,9
Хлорид натрия
3,6
3,7
2,8
50% NaOH
1,3
1,3
1,3
вода
73,4
75,5
74,8
Композиции в Примерах 8-10 оценивали на их способность к суспендированию воздуха при использовании такой же процедуры, которая была описана выше для Примеров 1-3, и было найдено, что каждая из них обладает способностью к суспендированию воздуха и сохраняет способность к суспендированию воздуха после цикла замораживания/оттаивания.
ПРИМЕРЫ 11-12
Композиции в Примерах 11-12 были изготовлены смешиванием в указанном относительном количестве ингредиентов, приведенных в Таблице IV, с последующим выдерживанием в течение ночи при температуре помещения лаборатории. Обычно вначале в воде растворяли моноалкилфосфат («MAP»), после чего регулировали pH там, где было необходимо. Все количества указаны в частях по массе на 100 мас.ч. композиции.
ТАБЛИЦА IV
Ингредиент
Пример 11
Пример 12
Тридецет-4 фосфат (Rhodifac RS-410, Rhodia)
22,9
16,0
Додецилбензолсульфоновая кислота (Rhodacal SSA/A, Rhodia)
1,6
1,1
50% NaOH
0,5
0,3
вода
75,0
82,5
Композиции в Примерах 11-12 оценивали на их способность к суспендированию воздуха при использовании такой же процедуры, которая была описана выше для Примеров 1-3, и было найдено, что каждая из них обладает способностью к суспендированию воздуха и сохраняет способность к суспендированию воздуха после цикла замораживания/оттаивания.
ПРИМЕРЫ 13-15
Композиции в Примерах 13-15 были изготовлены смешиванием в указанном относительном количестве ингредиентов, приведенных в Таблице V, с последующим выдерживанием в течение ночи при температуре помещения лаборатории. Обычно вначале в воде растворяли моноалкилфосфат («MAP»), после чего регулировали pH и добавляли неионогенное поверхностно-активное вещество и хлорид натрия там, где это было необходимо. Все количества указаны в частях по массе на 100 мас.ч. композиции.
ТАБЛИЦА V
Ингредиент
Пример 13
Пример 14
Пример 15
Лаурет-2 фосфат (Dermalcare MAPL-210,Rhodia)
9,1
11,3
9,1
Тридецет-4 фосфат (Rhodifac RS-410, Rhodia)
4,7
4,7
Лаурет-2 (Genapol 26-L-2)
6,0
13,0
6,0
Хлорид натрия
0,6
0,4
10% NaOH
7,3
9,1
7,3
вода
72,4
66,6
72,6
Композиции в Примерах 13-15 оценивали на их способность к суспендированию воздуха при использовании такой же процедуры, которая была описана выше для Примеров 1-3, и было найдено, что каждая из них обладает способностью к суспендированию воздуха и сохраняет способность к суспендированию воздуха после цикла замораживания/оттаивания.