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CA 02312032 2000-OS-24
WO 00/21491 PCT/FR99/02361
Emulsion huile-dans-eau stable, son procédé de fabrication et son utilisation
dans les domaines cosmétique et dermatologique
L'invention se rapporte à une émulsion huile-dans-eau (HIE) stable, comportant
des
globules d'huile ayant une taille moyenne inférieure à 20 microns et contenant
au
moins 15 % de phase huileuse et au moins un copolymère d'acide carboxylique à
chaîne grasse. L'invention se rapporte aussi au procédé de préparation d'une
telle
émulsion et à son utilisation dans les domaines cosmétique et/ou
dermatologique.
10 Pour diverses raisons liées en particulier à leur grand confort
d'utilisation et à leur
fraîcheur, les compositions cosmétiques se présentent le plus souvent sous la
forme
d'une émulsion du type huile-dans-eau, comportant une phase huileuse dispersée
de
manière homogène dans une phase aqueuse. Dans ces émulsions classiques, la
taille
des globules constituant la phase grasse est généralement supérieure à
plusieurs
~s dizaines de microns. De telles émulsions peuvent avbir des propriétés
cosmétiques
(toucher huileux) et physiques (stabilité) insuffisantes. L'insuffisances"de
stabilité se
traduit par l'apparition d'un phénomène de séparation (déphasage) entre les
phases
aqueuse et huileuse de l'émulsion. Cette instabilité nuit à la conservation
des
émulsions.
Pour obtenir une émulsion stable, ü est nécessaire d'y ajouter des agents
émulsionnants (ou tensioactifs) qui se mettent à l'interface des phases
aqueuse et
huileuse. Toutefois, la présence de tensioactifs a plusieurs inconvénients,
notamment
elle nécessite le plus souvent de fabriquer l'émulsion à chaud, ce qui limite
notamment
2s la nature des actifs à introduire dans l'émulsion. En particulier, ce
procédé exclut
l'emploi d'actifs thermosensibles. Aussi, cherche-t-on à s'affranchir des
tensioactifs.
Par ailleurs, les tensioactifs peuvent entraîner des irritations, en
particulier chez les
personnes ayant une peau sensible.
3o La demanderesse a découvert, de manière inattendue, que l'on pouvait
préparer des
émulsions ayant un taux important de phase huileuse et exempte de tensioactif,
en
ayant des globules d'huile ayant une taille moyenne inférieure à 20 microns et
en
utilisant un copolymère constitué d'une fraction majoritaire de monomère acide
carboxylique monooléfiniquement insaturé en C3-Cg ou de son anhydride et d'une
3s fraction minoritaire de monomère ester à chaîne grasse d'acide acrylique.
La présente invention a donc pour objet une émulsion comportant une phase
huileuse
dispersée dans une phase aqueuse, caractérisée en ce que les globules de la
phase
huileuse ont une taille moyenne inférieure à 20 microns, en ce que la phase
huileuse
4o constitue au moins 15 % en poids par rapport au poids total de l'émulsion
et en ce que
la phase aqueuse contient au moins un copolymère constitué d'une fraction
majoritaire
de monomère acide carboxylique monooléfiniquement insaturé en C3-CB ou de son
anhydride et d'une fraction minoritaire de monomère ester à chaîne grasse
d'acide
acrylique, et en ce qu'elle est exempte de tensioactif.
4s
Certes, il est connu d'utiliser des polymères à chaîne grasse pour stabiliser
une
émulsion, mais quand la quantité d'huile est trop importante, l'émulsion a
néanmoins
tendance à se déstabiliser au cours du temps. Selon la présente invention, on
obtient
une bonne stabilité méme en présence d'une quantité importante d'huile du fait
que les
s0 globules d'huile ont une taille suffisamment petite. En outre, ces globules
d'huile sont
monodispersées, c'est-à-dire qu'elles ont pratiquement toutes la même taille,
au
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contraire des émulsions de l'art antérieur dont les particules de phase
dispersée ont
souvent des tailles assez diverses.
Les copolymères utilisés dans l'émulsion de l'invention ont l'avantage, par
rapport aux
tensioactifs habituellement utilisés, non seulement de stabiliser l'émulsion
mais aussi
de la gélifier. En outre, contrairement aux tensioactifs, ils ne pénètrent pas
dans la
peau, ce qui réduit considérablement le risque d'irritation.
Les copolymères utilisés dans les émulsions conformes à la présente invention
sont
lo préparés en polymérisant une quantité prépondérante de monomère acide
carboxylique monooléfiniquement insaturé ou de son anhydride, à une quantité
plus
faible de monomère ester acrylique à chaïne grasse. On entend par chaîne
grasse un
radical alkyle linéaire ou ramifiée, comportant de 8 à 30 atomes de carbone.
~5 La quantité de monomère acide carboxylique ou de soya anhydride va de
préférence de
80 à 98 % en poids et plus particulièrement de 90 à 98 % en pôids tandis'que
l'ester
acrylique est présent dans des quantités allant de 2 à 20 % en poids et plus
particulièrement de 1 à 10 % en poids, les pourcentages étant calculés par
rapport au
poids total des deux monomères.
Les monomères carboxyliques préférentiels sont choisis parmi ceux répondant à
la
formule (I) suivante
R
I
CH2-C-COOH (I)
où R désigne l'hydrogène, un halogène, un groupe hydroxyle, un groupe lactone,
un
groupe lactame, un groupe cyanogène (-C=N), un groupe alkyle monovalent, un
groupe aryle, un groupe alkylaryle, un groupe aralkyle ou un groupe
cycloaliphatique.
3o Les monomères carboxyliques particulièrement préférés sont choisis parmi
l'acide
acrylique, l'acide méthacrylique ou leurs mélanges.
40
Les monomères esters acryliques à chaîne grasse sont préférentiellement
choisis
parmi ceux répondant à la formule (II) suivante
R~
I (II)
CHZ-C-COOR2
où R, est choisi dans le groupe formé par (hydrogène, le radical méthyle et le
radical
éthyle, et R2 est un groupe alkyle en Ce-Ces.
Les monomères esters particulièrement préférés sont ceux pour lesquels R, est
l'hydrogène ou un radical méthyle et RZ est un groupe alkyle en C,°-
CZZ.
Le copolymère utilisé dans l'émulsion de l'invention peut être éventuellement
réticulé à
l'aide d'un agent réticulant utilisé en une quantité allant de 0,1 à 4 %, de
préférence de
0,2 à 1 % en poids par rapport au poids total de monomères carboxyliques et de
monomères esters acryliques. L'agent réticulant peut être choisi notamment
parmi les
monomères polymérisables contenant un groupe CHZ=C- polymérisable et au moins
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un autre groupe polymérisable, dont les liaisons insaturées ne sont pas
conjuguées
l'une par rapport à (autre.
Ces copolymères sont décrits dans le document EP-A-0268164 et sont obtenus
selon
les méthodes de préparation décrites dans ce méme document.
On utilise plus particulièrement les copolymères présentant une viscosité
mesurée au
viscosimètre BROOKFIELD dans une solution d'eau à 2% et à 25° C,
inférieure ou
égaie à 5000 cPs (5 Pa.s) et plus préférentiellement de l'ordre d'environ 3000
cPs (3
Pa.s), et plus spécialement les copolymères acrylate/C,o-C~-alkylacrylate tels
que les
produits vendus sous les noms PEMULEN TR1, PEMULEN TR2 et CARBOBOL 1382
par la Société GOODRICH, ou bien leurs mélanges.
Le copolymère est utilisé dans l'émulsion conforme à l'invention dans des
concentrations allant de préférence de 0,1 à 4 % en poids et plus
particulièrement de
0,1 à 2 % en poids par rapport au poids total de l'émûlsion. ~ .
L'émulsion de l'invention est exempte de tensioactif. Ainsi, du fait de
l'absence de
tensioactif, cette émulsion présente l'avantage de pem~ettre l'incorporation
d'actifs
thermosensibles et de ne pas être irritante pour les peaux particulièrement
sensibles.
Par ailleurs, la taille moyenne des globules de la phase huileuse, mesurée en
nombre
par une méthode de diffraction laser, est inférieure à 20 microns, et elle va
de
préférence de 0,5 à 15 microns. Du fait de la finesse de ces globules d'huile,
l'émulsion
obtenue présente des qualités sensorielles et visuelles particulièrement
satisfaisantes.
La nature de la phase huileuse de l'émulsion selon l'invention n'est pas
critique. La
phase huileuse peut ainsi âtre constituée par tous les corps gras et notamment
les
huiles, classiquement utilisés dans les domaines cosmétique et dermatologique.
Parmi les huiles utilisables dans (émulsion de l'invention, on peut notamment
citer par
exemple les huiles végétales (jojoba, avocat), les huiles minérales
(vaseline), les huiles
de synthèse (palmitate d'éthylhexyle, myristate d'isopropyle), les huiles de
silicone
volatiles (cyclométhicone) ou non volatiles et les huiles fluorées. Les autres
corps gras
susceptibles d'être présents dans la phase huileuse peuvent être par exemple
les
acides gras, les alcools gras et les cires (cire liquide de jojoba).
La phase huileuse de l'émulsion peut représenter de 15 à 45 % en poids et
mieux de
20 à 30 % en poids du poids total de l'émulsion.
L'émulsion selon l'invention peut être utilisée dans tous les domaines où ce
type de
forme galénique est intéressant, et notamment dans les domaines cosmétique et
dermatologique. Quand elle constitue une composition cosmétique et/ou
dermatologique, elle contient, en outre, avantageusement un milieu
physiologiquement
acceptable, c'est-à-dire compatible avec la peau, les muqueuses, les ongles
et/ou les
cheveux.
Les émulsions, objet de l'invention, trouvent leur application dans un grand
nombre de
traitements cosmétiques ei/ou dermatologiques de la peau, des muqueuses et des
cheveux, y compris le cuir chevelu, notamment pour la protection, le soin, le
nettoyage
et/ou le maquillage de la peau etlou des muqueuses, pour la protection, le
soin et/ou le
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nettoyage des cheveux et/ou pour le traitement thérapeutique de la peau, des
cheveux
et/ou des muqueuses (lèvres).
Les émulsions selon l'invention peuvent par exemple être utilisées comme
produits de
soin et/ou de nettoyage pour le visage sous forme de crèmes ou de laits ou
comme
produits de maquillage (peau et lèvres) par incorporation de charges, de
pigments ou
de colorants.
Aussi, l'invention a encore pour objet l'utilisation cosmétique de l'émulsion
telle que
définie ci-dessus pour le traitement, la protection, le soin etlou le
nettoyage de la peau,
des muqueuses et/ou tes cheveux, et/ou pour le maquillage de la peau et/ou des
muqueuses.
L'invention a aussi pour objet l'utilisation de l'émulsion telle que définie
ci-dessus pour
la fabrication d'une composition dermatologique destinée au traitement et/ou à
la
protection de la peau, des muqueuses et/o~ les chevéux. '
En outre, de façon connue, les émulsions de l'invention peuvent contenir des
adjuvants
habituels dans le domaine cosmétique ou dermatologique, tels que des actifs
hydrophiles ou lipophiles, des conservateurs, des antioxydants, des parfums,
des
solvants, des charges, des filtres, des matières colorantes, des agents
basiques
(triéthanolamine) ou acides et encore des vésicules lipidiques. Ces adjuvants
sont
utilisés dans les proportions habituelles dans le domaine cosmétique ou
dermatologique, et par exemple de 0,01 à 30 % du poids total de (émulsion, et
ils sont,
selon leur nature, introduits dans la phase aqueuse ou dans la phase huileuse
de
l'émulsion, ou encore dans des vésicules. Ces adjuvants ainsi que leurs
concentrations
doivent étre tels qu'ils ne modifient pas la propriété recherchée pour
l'émulsion.
Si l'on souhaite obtenir une émulsion moins fluide, on peut y ajouter un ou
plusieurs
gélifiants comme les argiles, les gommes polysaccharides (gomme de xanthane),
les
polymères carboxyvinyliques ou carbomers. Ces gélifiants sont utilisés à des
concentrations allant de 0,1 à 10 %, de préférence 0,1 à 5 % et mieux de 0,1 à
3 % du
poids total de la composition.
Les émulsions de l'invention peuvent éventuellement être exemptes de solvant.
Ceci
va aussi dans le sens d'une émulsion peu agressive et non irritante
susceptible d'étre
utilisée par des personnes à peau sensible. Toutefois, si nécessaire, elles
peuvent
contenir un solvant, notamment un alcool inférieur comportant de un à six
atomes de
carbone, plus particulièrement féthanol. La quantité de solvant peut aller
jusqu'à 30
du poids total de la composition.
Les émulsions selon l'invention peuvent être préparées par tout moyen
approprié
permettant d'obtenir des tailles de globules huileux inférieures à 20 microns.
Selon un
mode préféré de réalisation de l'invention, elles sont préparées en utilisant
une
membrane microporeuse, cette techrüque permettant d'obtenir une taille de
globules
particulièrement adaptée au but de l'invention et notamment des globules
d'huile
calibrées, monodispersées. Une telle technique est décrite par exemple dans le
document EP-A-546174.
Aussi, l'invention a encore pour objet un procédé de fabrication de l'émulsion
telle que
définie ci-dessus, consistant à introduire sous pression la phase huileuse
dans la
phase aqueuse contenant le copolymère, à travers une membrane en verre poreux
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hydrophile ayant une taille moyenne des pores allant de 0,1 à 5 Nm et de
préférence
de 0,3 à 3 Nm, à une pression supérieure à la pression critique.
De préférence, la membrane est préalablement traitée sous vide et aux
ultrasons dans
de l'eau déminéralisée contenant environ 2 grammes par litre de phase aqueuse
de la
composition selon l'invention, ce traitement durant environ une heure.
On entend par "pression critique" la pression minimum nécessaire pour
l'introduction
d'une phase dispersée dans une phase continue à travers une membrane de verre
l0 poreuse ayant une taille de pores déterminée. La pression critique (en kPa)
est définie
par (équation suivante
PC = 4y°",cosA/Dm,
15 dans laquelle y°"" est la tension interfaciale (mN/m), 8 est l'angle
de contact (rad) et Dm
est la taille moyenne des pores (Nm) de la membrane de verre pdreuse..
Dans le procédé de l'invention, la pression utilisée est de préférence de Pc +
20 kPa.
20 On peut utiliser par exemple une membrane ayant une taille de pores allant
de 0,1 à 5
Nm en utilisant une pression allant de préférence de 350 à 30 kPa (3,5 à 0,3
bars). De
préférence, la membrane utilisée a une taille de pores de 0,3 Nm, de 0,7 trm
ou de 2,8
Nm et on utilise alors une pression allant respectivement de 220 à 320 kPa
(2,2 à 3,2
bars), de 140 à 200 kPa (1,4 à 2 bars) et de 30 à 70 kPa (0,3 à 0,7 bars).
Les exemples suivants illustrent l'invention. Dans ces exemples, les
pourcentages sont
donnés en poids.
Exemple 1
Phase A
Pemulen TR2 0,75
Trithanolamine 0,75
Conservateurs 0,2
Eau dminralise qsp 100
Phase B
Huile de silicone volatile (cyclopentasiloxane) 20
4o Mode opératoire : Une membrane ayant une taille de pores de 0,7 Nm est
immergée
dans un litre d'eau déminéralisée contenant 2 grammes de phase A, puis elle
est mise
sous vide et aux ultrasons pendant une heure.
Après ce traitement de la membrane, la phase A est pompée pour passer à
l'intérieur
de la membrane. La phase B est mise sous pression jusqu'à la pression critique
de
170 kPa {1,7 bars). On émulsionne ensuite la phase B dans la phase A sous une
pression de 190 kPa (1,9 bars).
On obtient une émulsion très fine et très agréable à l'application.
