[go: up one dir, main page]

FR3130566A1 - Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme - Google Patents

Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme Download PDF

Info

Publication number
FR3130566A1
FR3130566A1 FR2114163A FR2114163A FR3130566A1 FR 3130566 A1 FR3130566 A1 FR 3130566A1 FR 2114163 A FR2114163 A FR 2114163A FR 2114163 A FR2114163 A FR 2114163A FR 3130566 A1 FR3130566 A1 FR 3130566A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
elements
composition
chosen
particle
phosphorus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2114163A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3130566B1 (fr
Inventor
Valerie Jeanne-Rose
Henri Samain
Yiannis Deligiannakis
Maria Louloudi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LOreal SA
Original Assignee
LOreal SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LOreal SA filed Critical LOreal SA
Priority to FR2114163A priority Critical patent/FR3130566B1/fr
Priority to PCT/EP2022/087087 priority patent/WO2023118208A1/fr
Publication of FR3130566A1 publication Critical patent/FR3130566A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3130566B1 publication Critical patent/FR3130566B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063—Coating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0241—Containing particulates characterized by their shape and/or structure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/24—Phosphorous; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/25—Silicon; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00—Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/02—Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00—Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/02—Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • A61Q1/10—Preparations containing skin colorants, e.g. pigments for eyes, e.g. eyeliner, mascara
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q17/00—Barrier preparations; Preparations brought into direct contact with the skin for affording protection against external influences, e.g. sunlight, X-rays or other harmful rays, corrosive materials, bacteria or insect stings
    • A61Q17/04—Topical preparations for affording protection against sunlight or other radiation; Topical sun tanning preparations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q5/00—Preparations for care of the hair
    • A61Q5/06—Preparations for styling the hair, e.g. by temporary shaping or colouring
    • A61Q5/065—Preparations for temporary colouring the hair, e.g. direct dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/37—Phosphates of heavy metals
    • C01B25/375—Phosphates of heavy metals of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/38—Condensed phosphates
    • C01B25/42—Pyrophosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/41—Particular ingredients further characterized by their size
    • A61K2800/413—Nanosized, i.e. having sizes below 100 nm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/42—Colour properties
    • A61K2800/43—Pigments; Dyes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/60—Particulates further characterized by their structure or composition
    • A61K2800/61—Surface treated
    • A61K2800/62—Coated
    • A61K2800/621—Coated by inorganic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/60—Particulates further characterized by their structure or composition
    • A61K2800/65—Characterized by the composition of the particulate/core
    • A61K2800/651—The particulate/core comprising inorganic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/62—L* (lightness axis)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/63—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values a* (red-green axis)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/64—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values b* (yellow-blue axis)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

La présente invention concerne des particules d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées, un procédé de préparation de tels particules enrobées au moyen de la technologie de pyrolyse par projection de flamme, les particules d’oxydes de métal et de phosphore issues d’un tel procédé, les compositions comprenant de telles particules ainsi que leurs utilisations. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

PARTICULES D’OXYDES DE METAUX ET DE PHOSPHORE ENROBEES, ET LEUR PREPARATION PAR PYROLYSE PAR PROJECTION DE FLAMME
La présente invention concerne des particules d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées, un procédé de préparation de telles particules enrobées au moyen de la technologie de pyrolyse par projection de flamme, les particules d’oxydes de métaux et de phosphore issues d’un tel procédé, les compositions comprenant de telles particules ainsi que leurs utilisations.
Les oxydes de métaux sont utilisés dans de nombreuses applications (cosmétique, peinture, lasure, électronique, caoutchouc…), notamment pour leurs propriétés colorantes.
Actuellement, les couleurs des formulations, par exemple cosmétiques, sont généralement obtenues par le mélange de plusieurs oxydes de métaux colorés.
En outre, les oxydes de métaux peuvent également être utilisés pour leurs propriétés optiques, en particulier leurs propriétés d’absorption et/ou de diffusion de la lumière qui permettent de protéger les surfaces contre les rayonnements UV et/ou de convertir la lumière ambiante en électricité.
Cependant, certains oxydes présentent l’inconvénient d’être particulièrement instables dans le temps, ce qui engendre une dégradation de leur pouvoir colorant, plus particulièrement une dégradation de l’intensité et/ou de la chromaticité de la couleur obtenue. Ils peuvent également avoir tendance à s’altérer en présence d’eau provenant de la composition les comprenant ou de l’humidité de l’air. Une telle altération engendre une solubilisation partielle voire totale de l’oxyde dans l’eau et a pour conséquence de diminuer fortement, voire d’enlever, les propriétés souhaitées dudit oxyde.
Ainsi, il peut arriver que les couleurs des formulations évoluent au cours du temps et aboutissent à des couleurs peu intenses, fades et/ou non désirées par l’utilisateur. Il se peut même que les différences de stabilité des différents oxydes de métaux mélangés perturbent l’homogénéité du mélange colorant et engendrent par exemple une migration d’oxyde à la surface ou en fond de la formulation. Cet effet indésirable est appelé « effet de séparation ».
Pour améliorer la stabilité des oxydes de métaux, il a été envisagé d’enrober les oxydes de métaux par de la silice notamment au moyen de procédés dits « solgel », ou encore de greffer des composés fluorés sur les oxydes de métaux. Cependant, ces solutions n’ont pas donné une entière satisfaction. Les oxydes de métaux enrobés de silice par un procédé solgel présentent généralement de moins bonnes propriétés colorantes qu’une particule non-enrobée. Quant à la technique de greffage, l’utilisation de composés fluorés peut être néfaste pour l’environnement et dangereux pour l’utilisateur.
Il est également connu d’utiliser une technologie de pyrolyse par projection de flamme ou méthode FSP (« Flame Spray Pyrolysis » en langue anglaise) pour préparer des particules d’oxydes de métaux.
La pyrolyse par projection de flamme ou FSP est une méthode aujourd'hui bien connue, qui a été essentiellement développée pour la synthèse de poudres ultrafines d'oxydes simples ou mixtes de divers métaux (e.g. SiO2, A12O3, B2O3, ZrO2, GeO2, WO3, Nb2O5, SnO2, MgO, ZnO), à morphologies contrôlées, et/ou leur dépôt sur divers substrats, ceci en partant d'une grande variété de précurseurs métalliques, généralement sous la forme de liquides pulvérisables, organiques ou inorganiques, de préférence inflammables ; les liquides pulvérisés dans la flamme, en se consumant, émettent notamment des nanoparticules d'oxydes métalliques qui sont projetées par la flamme elle-même sur ces divers substrats. Le principe de cette méthode a été rappelé par exemple dans la publication récente (2011) de Johnson Matthey intitulée « Flame Spray Pyrolysis : a Unique Facility for the Production of Nanopowders », Platinum Metals Rev., 2011, 55, (2), 149-151. De nombreuses variantes de procédés et réacteurs FSP ont été décrits également, à titre d'exemples, dans les brevets ou demandes de brevet US 5 958 361, US 2 268 337, WO 01/36332 ou US 6 887 566, WO 2004/005184 ou US 7 211 236, WO 2004/056927, WO 2005/103900, WO 2007/028267 ou US 8 182 573, WO 2008/049954 ou US 8 231 369, WO 2008/019905, US 2009/0123357, US 2009/0126604, US 2010/0055340, WO 2011/020204.
Toutefois, les particules préparées selon les procédés connus par pyrolyse par projection de flamme ne sont pas toujours satisfaisantes en termes de stabilité.
En outre, les particules préparées par pyrolyse par projection de flamme peuvent encore être améliorées, notamment en termes d’intensité et de chromaticité de la couleur procurée.
Il existe donc un réel besoin de mettre au point des particules colorantes d’oxydes de métaux qui présentent une bonne stabilité dans le temps et de bonnes propriétés colorantes, notamment en termes d’intensité et de chromaticité de la couleur conférée ; ainsi que de développer un procédé permettant de préparer de telles particules.
Il est également souhaitable de développer une large gamme de particules colorantes, permettant l'obtention d'une riche palette de couleurs.
En outre, il existe un besoin de mettre au point des particules d’oxydes de métaux présentant une bonne résistance à l’eau et de bonnes propriétés optiques, notamment en termes d’absorption et/ou de diffusion de la lumière et plus particulièrement des rayonnements ultra-violets.
Ces buts sont atteints avec la présente invention qui a notamment pour objet une particule d’oxydes de métaux et de phosphore, en particulier de type oxyde de MP-M’ de structure cœur/enveloppe («core/shell» en langue anglaise), comprenant :
(i) un noyau 1 constitué d’au moins un oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) :
MaPbOc(I)
dans laquelle :
  • M représente un élément de la famille des métaux,
  • a et b, identiques ou différents, représentent un nombre entier allant de 1 à 10,
  • c représente un nombre entier allant de 2 à 20 ; et
(ii) une couche supérieure d’enrobage 2, recouvrant la surface dudit noyau 1, constituée d’au moins un oxyde d’élément M’ de formule (II) :
M’dOe
dans laquelle :
  • M’ est un élément, différent de M, choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments, et les éléments de la famille des lanthanides,
  • d représente un nombre entier allant de 1 à 4,
  • e représente un nombre entier allant de 1 à 4,
Il a été constaté que les particules colorantes d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées selon l’invention ne s’altèrent que très peu dans le temps, et ceci même lorsqu’elles sont formulées dans une composition, notamment aqueuse.
En particulier, il n’a été observé que très peu d’« effets de séparation » avec les particules selon l’invention.
En outre, les particules selon l’invention permettent d’obtenir des colorations particulièrement intenses et chromatiques, par exemple pour des usages cosmétiques ou pharmaceutiques.
Par ailleurs, il a été possible de préparer un grand nombre de particules selon l’invention, avec un grand nombre de couleurs différentes et atypiques (par exemple des couleurs fluorescentes).
Les particules selon l’invention ont ainsi permis d’obtenir une riche palette de couleurs, ce qui rend possible un plus grand nombre de colorations et donc une coloration plus proche du souhait de l’utilisateur. Ceci permet aussi de réduire le nombre d’oxydes de métaux à mélanger pour obtenir la couleur souhaitée.
Il a également été constaté que les compositions cosmétiques de maquillage comprenant des particules colorantes d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées selon l’invention présentent une bonne puissance de masquage (par exemple des imperfections de la peau) et permettent aussi d’obtenir des colorations particulièrement couvrantes (par exemple pour les mascaras).
Les particules selon l’invention conservent les propriétés intrinsèques à l’oxyde de métal M utilisé, telles que de bonnes propriétés optiques en termes d’absorption et/ou de diffusion de la lumière. Plus particulièrement, elles présentent une forte absorption UV et une faible diffusion visible ou une forte diffusion visible, permettant alors des utilisations telles que la protection solaire et/ou la modification de l’aspect visuel, tout en bénéficiant d’une bonne résistance en présence d’eau.
En outre, les compositions comprenant des telles particules ont montré un bon pouvoir filtrant, notamment vis-à-vis des rayonnements UV-A longs et courts.
En outre, les particules d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées selon l’invention ne nécessitant pas de revêtement hydrophobe, il est possible de les utiliser dans un large spectre de formulation (par exemple, dans des formulations entièrement aqueuses et/ou des formulations sans tensioactifs). Quand les formulations ainsi obtenues se retrouvent dans l’eau (évacuation de lavabo, plan d’eau ou mer), le risque de dépôt inapproprié (sur les bords du lavabo, sur les parois des canalisations ou sur les rochers) est par ailleurs diminué.
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de préparation de telles particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées d’un oxyde d’élément M’, en particulier de type oxyde de MP-M’ de structure cœur/enveloppe («core/shell» en langue anglaise), comprenant au moins les étapes suivantes :
  1. préparer une composition (A) en ajoutant un ou plusieurs précurseurs de métal M et un ou plusieurs précurseurs de phosphore dans un solvant combustible ou dans un mélange de solvants combustibles ; puis
  2. dans un dispositif de pyrolyse par projection de flamme, former une flamme en injectant la composition (A) et un gaz contenant de l’oxygène jusqu’à l’obtention d’agrégats d’oxyde de métal M et de phosphore ; puis
  3. injecter une composition gazeuse (B) comprenant un gaz (G3) et un ou plusieurs précurseurs d’élément M’ jusqu’à l’obtention d’une couche supérieure d’enrobage 2 constituée d’oxyde d’élément M’, à la surface desdits agrégats d’oxydes de métaux M et de phosphore ;
ledit élément M’ étant différent de M et ledit élément M’ étant choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments, et les éléments de la famille des lanthanides.
Il a été constaté que le procédé selon l’invention permet d’obtenir des particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées d’une couche de matériau inorganique à base d’oxyde de l’élément M’, particulièrement stables dans le temps, et présentant une bonne résistance à l’eau.
Par ailleurs, contrairement aux procédés d’enrobage classiques, le procédé selon l’invention a pour avantage, malgré la présence d’une couche supérieure d’enrobage, de garder de bonnes performances intrinsèques du cœur. En effet, du fait de la nature particulière de la couche supérieure d’enrobage, il est possible pour un poids donné de particule, de réduire la proportion d’oxydes de métaux et de phosphore, sans pour autant réduire et/ou affecter négativement les propriétés desdits oxydes de métaux et de phosphore.
Ainsi, le procédé de l’invention permet de réaliser des particules d’oxydes de métaux et de phosphore stables, tout en évitant les désagréments dus à l’augmentation de la quantité de particules qui serait classiquement nécessaire pour maintenir les bonnes propriétés colorantes des oxydes de métaux.
L’invention porte également sur une composition, de préférence cosmétique, comprenant des particules d’oxydes de métaux et de phosphore selon l’invention, ainsi que sur l’utilisation cosmétique et/ou pharmaceutique d’au moins une particule d’oxydes de métaux et de phosphore selon l’invention.
Plus particulièrement, l’invention porte aussi sur l’utilisation d’au moins une particule d’oxydes de métaux et de phosphore selon l’invention, pour la coloration et/ou le maquillage des matières kératiniques.
Brève description de la figure
Le dessin annexé est schématique. Le dessin n’est pas nécessairement à l'échelle, il vise avant tout à illustrer les principes de l'invention.
représente une vue en coupe transversale d’une particule d’oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) enrobée d’un oxyde d’élément M’ de formule (II) selon un mode de réalisation de l’invention.
D'autres caractéristiques, aspects et avantages de l'invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description et de l’exemple qui suit.
Dans la présente description, et à moins d’une indication contraire :
- l’expression « au moins un » est équivalente à l’expression "un ou plusieurs" et peut y être substituée ;
- l’expression « compris entre » est équivalente à l’expression "allant de" et peut y être substituée, et sous-entend que les bornes sont incluses ;
- l’expression « matières kératiniques » désigne en particulier la peau et les fibres kératiniques humaines telles que les cheveux ;
- le noyau 1 est également appelé « cœur » ou « core » ;
- la couche supérieure d’enrobage 2 est également appelée « couche externe », « enveloppe », « revêtement » ou « shell » ;
- par « alkyle » on entend un « radical alkyle », c’est-à-dire un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, en C1à C10, de particulièrement en C1à C8; plus particulièrement en C1à C6, et préférentiellement en C1à C4, tel que méthyl, éthyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, ter-butyl ;
- par radical « aryle » on entend un groupement carboné mono ou polycyclique, condensé ou non, comprenant de 6 à 22 atomes de carbone, et dont au moins un cycle est aromatique ; préférentiellement le radical aryle est un phényle, biphényle, naphtyle, indényle, anthracényle, ou tétrahydronaphtyle, de préférence un phényle ;
- par radical « arylate » on entend un groupement aryle qui comprend un ou plusieurs groupes carboxylate -C(O)O-, tel que naphtalate ou naphténate ;
- par « métal complexé » on entend que l’atome de métal forme un « complexe métallique » ou des « coordination compounds » dans lesquels l’ion métallique, correspondant à l’atome central, i.e. M, est lié chimiquement à un ou plusieurs donneurs d’électron (ligands) ;
- par « ligand » on entend un composé ou groupe chimique organique coordinant, i.e. qui comprend au moins un atome de carbone et qui est capable de coordination avec le métal M, et qui une fois coordiné ou complexé conduit à des composés métalliques répondant à des principes de sphère de coordination à nombre d’électrons déterminés (complexes internes ou chelates) – voir Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, « Metal complex dyes », 2005, p. 1-42 - Plus particulièrement le ou les ligands sont des groupes organiques qui comportent au moins un groupe électrodonneur par effet inductif et/ou mésomère, plus particulièrement portant au moins un groupe électrodonneur amino, phosphino, hydroxy, thiol, ou le ligand est un carbène persistant particulièrement de type « Arduengo » (Imidazol-2-ylidenes) ou comporte au moins un groupe carbonyle. On peut plus particulièrement citer comme ligand i) ceux qui contiennent au moins un atome de phosphore –P< i.e. phosphine telles que les triphényl phosphine ; ii) les ligand bidendate de formule R-C(X)-CR’R’’-C(X)-R’’’ avec R et R’’’’, identiques ou différents, représentant un groupe (C1-C6)alkyle, linéaire ou ramifié et R’ et R’’, identiques ou différentes représentent un atome d’hydrogène ou un groupe (C1-C6)alkyle, linéaire ou ramifié, préférentiellement R’ et R’’ représentent un atome d’hydrogène, X représente un atome d’oxygène, de soufre, ou un groupe N(R) avec R représentant un atome d’hydrogène ou groupe (C1-C6)alkyle, linéaire ou ramifié, tel que l’acétylacétone ou les β-dicétones ; iii) les ligands (poly)hydroxyacide carboxylique de formule [HO-C(O)]n-A-C(O)-OH et leurs formes déprotonées avec A représentant un groupe monovalent lorsque n a la valeur zéro ou un groupe polyvalent lorsque n est supérieur ou égal à 1, saturé ou insaturé, cyclique ou non cyclique et aromatique ou non aromatique à base d'hydrocarbure comprenant de 1 à 20 atomes de carbone qui est éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes et/ou éventuellement substitué, notamment par un ou plusieurs groupements hydroxyles; de préférence, A représente un groupe (C1-C6)alkyle monovalent ou un groupe (C1-C6)alkylène polyvalent éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes hydroxy; et n représentant un entier compris entre 0 et 10 inclus; de préférence, n est compris entre 0 et 5, tel qu'entre 0, 1 ou 2; tel que les acides lactique, glycolique, tartiques, citrique, maléique, et les arylate tels que les naphtalates iv) les ligands polyols en C2à C10comprenant de 2 à 5 groupes hydroxy notamment l’éthylène glycol, glycérol, encore plus particulièrement le ou les ligands sont porteurs d’un groupe carboxy, carboxylate, amino, particulièrement le ligand est choisi parmi les groupements acétate, (C1-C6)alkoxylate, (di)(C1-C6)alkylamino, et arylate tel que naphtalate ou naphténate ;
- Par « combustible » on entend un composé liquide qui, avec du dioxygène et de l'énergie, se consume dans une réaction chimique générant de la chaleur : la combustion. En particulier, les combustibles liquides sont choisis parmi les solvants protiques, en particulier les alcools tels que le méthanol, l’éthanol, l’ispropanol, le n-butanol ; les solvants aprotiques en particulier choisis parmi les esters tels que les esters méthyliques et ceux issus d’acétate tels que l’acétate de 2-éthylhexyle, les acides tels que l’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), les éthers acycliques tels que l’éther éthylique, le méthyltert-butyl éther (MTBE), le méthyl tert-amyl éther (TAME), le méthyl tert-hexyl éther (THEME), l’éthyl tert-butyl éther (ETBE), l’éther tert-amyl éther (TAEE), le diisopropyl éther (DIPE), les éthers cycliques tels que le tétrahydrofurane (THF), les hydrocarbures aromatiques ou arènes tels que xylène, les hydrocarbures non aromatiques ; et leurs mélanges. Les combustibles peuvent éventuellement être choisis parmi les hydrocarbures liquéfiés tels que l’acétylène, le méthane, le propane ou le butane ; et leurs mélanges.
Les particules d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées
La particule d’oxydes de métaux et de phosphore, en particulier de type oxyde de MP-M’ de structure cœur/enveloppe («core/shell» en langue anglaise), comprend :
(i) un noyau 1 constitué d’au moins un oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) :
MaPbOc(I)
dans laquelle :
  • M représente un élément de la famille des métaux,
  • a et b, identiques ou différents, représentent un nombre entier allant de 1 à 10,
  • c représente un nombre entier allant de 2 à 20 ; et
(ii) une couche supérieure d’enrobage 2, recouvrant la surface dudit noyau 1, constituée d’au moins un oxyde d’élément M’ de formule (II) :
M’dOe
dans laquelle :
  • M’ est un élément, différent de M, choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments, et les éléments de la famille des lanthanides,
  • d représente un nombre entier allant de 1 à 4,
  • e représente un nombre entier allant de 1 à 4,
Au sens de l’invention, on entend par « métaux », les éléments du tableau périodique des éléments choisis parmi les métaux de transition et les lanthanides. En particulier, les métaux de transition peuvent être choisis parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, et le cuivre.
De préférence, l’élément M est choisi parmi les éléments des colonnes 4 à 11 du tableau périodique des éléments et les éléments de la famille des lanthanides.
Plus préférentiellement, l’élément M est choisi parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre et le cérium.
Plus préférentiellement encore, l’élément M est choisi parmi le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre.
Et de façon tout particulièrement préférée, l’élément M est choisi parmi le cuivre, le fer et le cobalt.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’élément M est choisi parmi les éléments de la famille des lanthanides, et de préférence le cérium.
Selon un autre mode de réalisation particulier de l’invention, l’élément M est choisi parmi les métaux de transition, en particulier parmi les éléments des colonnes 4 à 11 du tableau périodique des éléments ; de préférence parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre ; plus préférentiellement parmi le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre ; et encore mieux parmi le cuivre, le fer et le cobalt.
De préférence, les nombres entiers a et b vont, indépendamment l’un de l’autre, de 1 à 5.
De préférence, le nombre entier c va de 4 à 10.
De préférence, le ou les oxydes de métaux M et de phosphore de formule (I) est choisi parmi CuPO4, FePO4, Cu2P2O7, Co3P2O7, Cu3P3O8, Cu4P4O9et Cu5P5O10.
Selon l’invention, l’élément M d’une particule est différent de l’élément M’ de cette particule.
De préférence, le noyau est à l’état cristallin.
L’état cristallin du noyau 1 ainsi que sa constitution peuvent être déterminés, par exemple, par une méthode classique de diffraction par rayons X.
Avantageusement, le noyau 1 de la particule selon l’invention est constitué d’un ou plusieurs agrégats de particules primaires d’oxyde d’un métal M et de phosphore cristallisés. En d’autres termes, le noyau 1 est constitué de plusieurs microcristaux d’oxyde de métal M et de phosphore.
Plus particulièrement, le noyau 1 est constitué d’un seul oxyde de métal M et de phosphore de formule (I).
La particule d’oxyde de métal M et de phosphore enrobée selon la comprend un noyau 1 de diamètre moyen Dm, constitué d’un oxyde de métal M et de phosphore de formule (I).
La particule d’oxyde de métal M et de phosphore enrobée selon la comprend également une couche supérieure d’enrobage 2, constituée d’un oxyde d’élément M’ de formule (II), et recouvrant totalement la surface du noyau 1 et d’épaisseur moyenne dm.
Le diamètre moyen en nombre Dmdu noyau 1 peut, par exemple, être déterminé par microscopie électronique en transmission (en abrégé TEM). De préférence, le diamètre moyen en nombre Dmdu noyau 1 de la particule selon l’invention est compris dans la gamme allant de 3 à 5 000 nm ; plus préférentiellement de 10 à 3 000 nm, encore plus préférentiellement entre 20 et 1 000 nm.
La particule d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobée selon l’invention comprend une couche supérieure d’enrobage 2, recouvrant la surface du noyau 1, constituée d’un oxyde d’élément M’ de formule (II).
Avantageusement, la couche supérieure d’enrobage 2 recouvre au moins 90% de la surface du noyau 1. Plus préférentiellement, la couche supérieure d’enrobage 2 recouvre la totalité de la surface du noyau 1.
Le taux de recouvrement du noyau par la couche supérieure d’enrobage peut par exemple être déterminé au moyen d’une analyse visuelle de type TEM-BF ou STEM-HAADF, couplée à une analyse STEM-EDX.
Chacune des analyses est effectuée sur un nombre statistique de particules, en particulier sur au moins 20 particules. Les particules sont déposées sur une grille métallique d’un métal différent de tout métal faisant partie des particules, que ce soit dans le noyau ou dans la couche supérieure d’enrobage. Par exemple, la grille est en cuivre (sauf dans le cas où on désire utiliser le cuivre dans la fabrication des particules).
L’analyse visuelle des images TEM-BF et STEM-HAADF permet, en se basant sur le contraste, de déduire si le revêtement entoure entièrement ou non le cœur de la particule. On peut en analysant chacune des 20 (ou plus) images, en déduire un taux de recouvrement du cœur, puis, en faisant la moyenne, déterminer un taux moyen de recouvrement.
L’analyse STEM-EDX permet de vérifier que le revêtement contient bien majoritairement ou exclusivement l’oxyde d’élément M’. Pour cela, il faut pratiquer des pointés (sur au moins 20 particules), sur les bords des particules. Ces pointés font alors apparaitre l’élément M’.
L’analyse STEM-EDX permet aussi de vérifier que le cœur contient bien le métal M. Pour cela, il faut pratiquer des pointés (sur au moins 20 particules), sur les centres des particules. Ces pointés font alors apparaitre le métal M et l’élément M’.
Cette méthode permet également de vérifier la présence de phosphore dans le cœur.
Selon l’invention, l’élément M’ est différent de l’élément M et choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments et les éléments de la famille des lanthanides.
De préférence, l’élément M’ est choisi parmi l’aluminium et les éléments de la colonne 14 du tableau périodique des éléments.
Plus préférentiellement, l’élément M’ est choisi parmi le silicium, l’étain et l’aluminium.
Et de façon tout particulièrement préférée, l’élément M’ est le silicium.
De préférence, le nombre entier d est égal à 1 ou 2. Plus préférentiellement, le nombre entier d est égal à 1.
De préférence, le nombre entier e est égal à 2 ou 3. Plus préférentiellement, le nombre entier e est égal à 2.
De préférence, l’oxyde d’élément M’ de formule (II) est choisi parmi SiO2, SnO2et Al2O3. Plus préférentiellement, l’oxyde d’élément M’ de formule (II) est le dioxyde de silicium SiO2.
Plus particulièrement, la couche supérieure d’enrobage 2, recouvrant la surface du noyau 1, est constitué d’un seul oxyde d’élément M’ de formule (II).
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les particules comprennent un noyau 1 constitué d’oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) choisi parmi CuPO4, FePO4, Cu2P2O7, Co3P2O7, Cu3P3O8, Cu4P4O9et Cu5P5O10et une couche supérieure d’enrobage 2, recouvrant la surface du noyau 1, constitué d’oxyde d’élément M’ de formule (II) choisi parmi SiO2, SnO2et Al2O3.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l’invention, les particules comprennent un noyau 1 constitué d’oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) choisi parmi CuPO4, FePO4, Cu2P2O7, Co3P2O7, Cu3P3O8, Cu4P4O9et Cu5P5O10et une couche supérieure d’enrobage 2, recouvrant la surface du noyau 1, constitué de dioxyde de silicium SiO2.
L’épaisseur moyenne en nombre dmde la couche supérieure d’enrobage peut également être déterminé par microscopie électronique en transmission.
De préférence, l’épaisseur moyenne en nombre dmde la couche supérieure d’enrobage est comprise dans la gamme allant de 1 à 20 nm ; plus préférentiellement de 1 à 10 nm et encore plus préférentiellement de 2 à 7 nm.
Avantageusement, la couche supérieure d’enrobage 2 est amorphe.
Avantageusement, la couche supérieure d’enrobage 2 est transparente.
Avantageusement, la particule d’oxydes de métaux M et de phosphore selon l’invention comprend de l’élément M et de l’élément M’ selon un rapport atomique molaire (M/M’) particulier.
Ce rapport correspond à la quantité en moles d’atomes de métaux M présents dans la particule selon l’invention d’une part, sur la quantité en moles d’élément M’ présents dans la particule selon l’invention d’autre part.
Ce rapport peut être déterminé par spectrométrie selon l’une des deux méthodes suivantes. Selon une première méthode, de la poudre est étalée et une étude de fluorométrie X est réalisée avec un spectromètre X pour en déduire le ratio métallique. Selon une autre méthode, les particules de l’invention sont préalablement mises en solution dans un acide. Puis on réalise une analyse élémentaire sur le matériau obtenu par ICP-MS (spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif) pour en déduire le ratio métallique.
De préférence, le rapport atomique molaire (M/M’) de la particule selon l’invention est strictement supérieur à 0,3 ; plus préférentiellement supérieur ou égal à 1 ; plus préférentiellement encore supérieur ou égal à 3 ; mieux compris dans la gamme allant de 3 à 100, et encore mieux compris dans la gamme allant de 3 à 10.
Le diamètre moyen en nombre de la particule selon l’invention peut également être déterminé par microscopie électronique en transmission. De préférence, le diamètre moyen en nombre de la particule selon l’invention est compris dans la gamme allant de 4 à 5 000 nm ; plus préférentiellement de 10 à 3 000 nm ; plus préférentiellement encore de 20 à 1 000 nm.
De préférence, la surface spécifique BET de la particule selon l’invention est comprise entre 1 m2/g et 200 m2/g ; plus préférentiellement entre 30 et 100 m2/g.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la particule d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobée selon l’invention peut éventuellement comprendre en outre une couche additionnelle d’enrobage recouvrant la couche supérieure d’enrobage 2 et comprenant au moins un composé organique hydrophobe.
Le ou les composés organiques hydrophobes compris dans la couche additionnelle d’enrobage sont plus préférentiellement choisis parmi les silicones, en particulier les silicones comprenant au moins une chaine grasse ; les dérivés carbonés comprenant au moins 6 atomes de carbone, en particulier les esters d’acides gras ; et leurs mélanges.
La couche additionnelle d’enrobage peut être réalisée par voie liquide ou par voie solide. Par voie liquide, on fait réagir les fonctions hydroxyles avec des fonctions réactives du composé qui formera le revêtement (typiquement des fonctions silanols d’une silicone ou les fonctions acides d’un corps gras carboné). Par voie solide, on met en contact les particules avec une composé liquide ou pâteux comportant le corps hydrophobe.
De préférence, les particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées selon l’invention sont obtenues par le procédé de préparation de l’invention tel que décrit ci-après.
Le procédé de préparation des particules d’oxydes de métaux et de phosphore enrobées
Un autre objet de l’invention concerne un procédé de préparation des particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées d’un oxyde d’élément M’, en particulier de type oxyde de MP-M’ de structure cœur/enveloppe («core/shell» en langue anglaise), comprenant au moins une étape a. de préparation d’une composition (A), puis une étape b. de formation de la flamme, et une étape c. d’injection d’une composition gazeuse (B).
L’étape a. du procédé selon l’invention consiste en la préparation d’une composition (A), en ajoutant un ou plusieurs précurseurs de métal M et un ou plusieurs précurseurs de phosphore dans un solvant combustible ou dans un mélange de solvants combustibles.
De préférence, l’élément M est choisi parmi les éléments des colonnes 4 à 11 du tableau périodique des éléments et les éléments de la famille des lanthanides.
Plus préférentiellement, l’élément M est choisi parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre et le cérium.
Plus préférentiellement encore, l’élément M est choisi parmi le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre.
Et de façon tout particulièrement préférée, l’élément M est choisi parmi le cuivre, le fer et le cobalt
Selon l’invention, l’élément M est différent de l’élément M’.
Les précurseurs de l’élément M, les précurseurs de phosphore et les solvants combustibles utilisables selon l’invention peuvent être choisies parmi les précurseurs de l’élément M, les précurseurs de phosphore et les solvants combustibles classiquement utilisés en pyrolyse par projection de flamme.
De préférence, les précurseurs de l’élément M compris dans la composition (A) sont choisis parmi :
  • les nitrates d’élément M, par exemple le nitrate de cuivre ou le nitrate de fer,
  • les sulfates d’élément M, par exemple le sulfate de cuivre ou le sulfate de fer,
  • les composés comprenant un ou plusieurs éléments M complexés ou non à un ou plusieurs ligands contenant au moins un atome de carbone, tels que par exemple les carbonates et les citrates,
  • et leurs mélanges.
Plus préférentiellement, le(s)dit(s) ligand(s) sont choisi(s) parmi les groupements acétate, (C1-C6)alkoxylate, (C2-C10)alkylcarboxylate, (di)(C1-C6)alkylamino, et arylate tel que naphtalate ou naphténate.
Plus préférentiellement, les précurseurs de métal M compris dans la composition (A) sont choisis parmi les nitrates d’éléments M.
De préférence, les précurseurs de phosphore compris dans la composition (A) sont choisis parmi les composés phosphorés de formule (III) suivante :
PR1R2R3(III)
dans laquelle :
R1, R2et R3, identiques ou différents, représentent un atome d’hydrogène ou un groupe électrodonneur (par effet inductif et/ou mésomère).
De préférence, le groupe électrodonneur est choisi parmi les groupes hydrocarbonés de 1 à 20 atomes de carbone, linéaires ou ramifiés, cycliques ou acycliques, saturés ou insaturés, aromatiques ou non aromatiques ; plus préférentiellement parmi les groupes hydrocarbonés de type (C1-C8)alkyle, (C2-C8)alcényle, (C2-C8)alcynyle et aryle tels que phényle ou benzyle ; plus préférentiellement encore parmi les groupes hydrocarbonés de type (C1-C8)alkyle et (C5-C12)aryle, en particulier phényle.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les radicaux R1, R2et R3sont identiques.
Et de façon tout particulièrement préférée, le précurseur de phosphore est la triphénylphosphine.
De préférence, le ou les solvants combustibles sont choisis parmi les solvants combustibles protiques, les solvants combustibles aprotiques et leurs mélanges ; plus préférentiellement parmi les alcools, les esters, les acides, les éthers acycliques, les éthers cycliques, les hydrocarbures aromatiques ou arènes, les hydrocarbures non aromatiques comme les hydrocarbures liquéfiés tels que l’acétylène, le méthane, le propane ou le butane, et leurs mélanges ; et mieux encore parmi l’acétate de 2-éthylhexyle, l’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), l’éther éthylique, le méthyltert-butyl éther (MTBE), le méthyl tert-amyl éther (TAME), le méthyl tert-hexyl éther (THEME), l’éthyl tert-butyl éther (ETBE), l’éther tert-amyl éther (TAEE), le diisopropyl éther (DIPE), le tétrahydrofurane (THF), le xylène et leurs mélanges.
En particulier, le ou les solvants combustibles peuvent être choisis parmi les solvants combustibles aprotiques comprenant au moins trois atomes de carbone et leurs mélanges ; et mieux encore parmi le xylène, le toluène, le tétrahydrofurane, l’acétate de 2-éthylhexyl, l’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), et leurs mélanges.
De façon tout particulièrement préféré, la composition (A) comprend un mélange de solvants combustibles, comprenant de préférence au moins deux des solvants combustibles suivants : l’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), le toluène, l’éthanol absolu et le diéthylène glycol monobutyl éther.
Encore mieux, la composition (A) comprend un mélange de solvants combustibles constitué d’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), de toluène, d’éthanol absolu et de diéthylène glycol monobutyl éther.
Toujours mieux, la composition (A) comprend un mélange de solvants combustibles constitué d’au moins 5% en volume d’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), d’au moins 5% en volume de toluène, d’au moins 5% en volume d’éthanol absolu et d’au moins 5% en volume de diéthylène glycol monobutyl éther, par rapport au volume total du mélange de solvants combustibles.
Avantageusement, la teneur en précurseur de l’élément M dans la composition (A) est comprise entre 1 et 60% en poids, de préférence entre 15 et 30% en poids, par rapport au poids total de la composition (A).
Avantageusement, la teneur en précurseur de phosphore dans la composition (A) est comprise entre 1 et 60% en poids, de préférence entre 15 et 30% en poids, par rapport au poids total de la composition (A).
Le procédé de préparation selon l’invention comprend en outre une étape b. d’injection de la composition (A) et d’un gaz (G) contenant de l’oxygène dans un dispositif de pyrolyse par projection de flamme (FSP) pour former une flamme.
De préférence, la flamme formée lors de l’étape b. est à une température supérieure ou égale à 2000°C, à au moins un endroit de la flamme.
L’étape b. peut éventuellement comprendre en outre une injection additionnelle d’un mélange « prémix » (P) comprenant de l’oxygène et un ou plusieurs gaz combustibles tel que le méthane. Ce mélange « prémix » (également appelé « supporting flame oxygen ») permet la réalisation d’une flamme de support (appelée « support flame ») destinée à enflammer et maintenir la flamme issue de la composition (A) et du gaz (G) comprenant de l’oxygène (i.e. « dispersion Oxygen »). Le mélange de la composition (A) avec le gaz (G) d’une part et le prémix (P) d’autres part sont injectés de façon séparée, c’est-à-dire que le mélange de la composition (A) avec le gaz (G) comprenant de l’oxygène est injecté au moyen d’un tube et que le prémix (P) est injecté au moyen d’un autre tube.
De préférence, lors de l’étape b., la composition (A), le gaz comprenant de l’oxygène, et éventuellement le mélange « prémix » (P) lorsqu’il est présent, sont injectés dans un tube réactionnel (également appelé « enclosing tube »). De préférence, ce tube réactionnel est en métal ou en quartz. Avantageusement, le tube réactionnel présente une hauteur supérieure ou égale à 30 cm, de préférence supérieure ou égale à 40 cm, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 50 cm. Préférentiellement la longueur dudit tube réactionnel est comprise entre 30 cm et 300 cm, particulièrement entre 40 cm et 200 cm, et plus particulièrement entre 45 cm et 100 cm tel que 50 cm.
Le rapport pondéral de la masse en solvant(s) présent(s) dans la composition (A) d’une part sur la masse de gaz contenant de l’oxygène d’autre part, est défini comme suit :
On calcule premièrement la quantité de gaz contenant de l’oxygène (également appelé « composé comburant ») pour que l’ensemble formé par la composition (A), c’est-à-dire le ou les solvants combustibles, le ou les précurseurs de l’élément M et le ou les précurseurs de phosphore, d’une part, et le gaz contenant de l’oxygène d’autre part, puissent réagir ensemble dans une réaction de combustion dans un rapport stœchiométrique (donc sans excès ni défaut de composé comburant).
Partant de cette quantité de gaz contenant de l’oxygène calculée (également appelée « comburant calculé »), on effectue un nouveau calcul pour en tirer la quantité de gaz contenant de l’oxygène à injecter (également appelée « comburant à injecter »), selon la formule : Comburant à injecter = Comburant calculé / φ
Avec φ, un facteur de correction, compris de préférence entre 0,2 et 2, plus préférentiellement 0,8 et 1,4, plus préférentiellement encore entre 1 et 1,3, mieux entre 1,05 et 1,25, et encore mieux entre 1,1 et 1,2.
Cette méthode est notamment définie par Turns, S. R. dansAn Introduction to Combustion: Concepts and Applications, 3rd ed.; McGraw-Hill: New York, 2012.
Le dispositif de pyrolyse par projection de flamme utilisable dans le procédé de préparation selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs chambres. De préférence, le dispositif de pyrolyse par projection de flamme utilisable dans le procédé de préparation selon l’invention comprend plusieurs chambres, plus préférentiellement deux chambres.
De préférence, ledit dispositif de pyrolyse par projection de flamme est mis sous pression par un gaz inerte (G2), choisi par exemple parmi le diazote, le méthane, l’argon, le dihydrogène, le dihydrogène sulfuré et l’ammoniac ; plus préférentiellement parmi le diazote, le méthane, le dihydrogène et l’argon ; plus préférentiellement encore parmi le diazote et l’argon, et encore mieux par du diazote.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, lorsque le dispositif de pyrolyse par projection de flamme ne comprend qu’une seule chambre, la chambre dudit dispositif de pyrolyse par projection de flamme est mise sous pression par un gaz inerte (G2), choisi par exemple parmi le diazote, le méthane, l’argon, le dihydrogène, le dihydrogène sulfuré et l’ammoniac ; de préférence parmi le diazote, le méthane, le dihydrogène et l’argon ; plus préférentiellement parmi le diazote et l’argon, et encore mieux par du diazote.
Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, lorsque le dispositif de pyrolyse par projection de flamme comprend plusieurs chambres, la première chambre dudit dispositif de pyrolyse par projection de flamme est mise sous pression par un gaz inerte (G2), choisi par exemple parmi le diazote, le méthane, l’argon, le dihydrogène, le dihydrogène sulfuré et l’ammoniac ; de préférence parmi le diazote, le méthane, le dihydrogène et l’argon ; plus préférentiellement parmi le diazote et l’argon, et encore mieux par du diazote.
De préférence, le débit de gaz inerte (G2) injecté dans le dispositif de pyrolyse par projection de flamme va de 5 L/min à 70 L/min ; plus préférentiellement de 10 L/min à 50 L/min.
Plus préférentiellement, le débit de diazote (G2) injecté dans le dispositif de pyrolyse par projection de flamme va de 5 L/min à 70 L/min ; plus préférentiellement de 10 L/min à 50 L/min.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l’invention, le facteur de correction φ est compris entre 0,2 et 2, plus préférentiellement 0,8 et 1,4, plus préférentiellement encore entre 1 et 1,3, mieux entre 1,05 et 1,25, et encore mieux entre 1,1 et 1,2 ; et le débit de gaz inerte (G2), plus particulièrement le diazote, injecté dans le dispositif de pyrolyse par projection de flamme va de 5 L/min à 70 L/min ; plus préférentiellement de 10 L/min à 50L/min.
Le procédé de préparation selon l’invention comprend en outre une étape c. comprenant l’injection d’une composition gazeuse (B) comprenant un gaz (G3) et un ou plusieurs précurseurs d’élément M’ jusqu’à l’obtention d’une couche supérieure d’enrobage 2 constituée d’oxyde(s) d’élément M’, à la surface desdits agrégats d’oxydes de métaux M et de phosphore.
Comme indiqué précédemment, l’élément M’ est différent de l’élément M et est choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments et les éléments de la famille des lanthanides.
De préférence, l’élément M’ est choisi parmi l’aluminium et les éléments de la colonne 14 du tableau périodique des éléments.
Plus préférentiellement, l’élément M’ est choisi parmi le silicium, l’étain et l’aluminium.
Et de façon tout particulièrement préférée, l’élément M’ est le silicium.
De préférence, le précurseur d’élément M’ comprend au moins deux atomes de M’ et plusieurs liaisons covalentes M’–Carbone. Plus préférentiellement, le précurseur d’élément M’ comprend au moins trois atomes de M’ et plusieurs liaisons covalentes M’–Carbone.
Plus préférentiellement, le précurseur d’élément M’ est choisi parmi les hexa(di)(C1-C4)alkyldisiloxane tel que l’hexadiméthyldisiloxane, les (di)(tri)(tétra)(C1-C4)alkoxysilane tel que le tétraéthoxysilane, les bis[(di)(tri)alkoxysilyl](C1-C4)alkane tels que le 1,2-bis(triéthoxysilyl)éthane ou le 1,2-bis(triméthoxysilyl)éthane, les (C1-C4)alkoxy(di)(tri)(C1-C4)alkyl)silane tel que le méthoxytrimethylsilane, les gaz d’hydrocarbures tel que l’acétylène, les (di)(C1-C6)alkoxylate d’aluminium, les (di)(C1-C6)alkylcarboxylate d’aluminium tel que le diacétate d’aluminium hydroxyde, les (poly)(C1-C6)alkoxylate stannate, les (poly)(C1-C6)alkylcarboxylate stannate tel que le tétraacétate stannate, et leurs mélanges.
Encore mieux, le précurseur d’élément M’ est choisi parmi l’hexadiméthyldisiloxane, le tétraéthoxysilane, le 1,2-Bis(triéthoxysilyl)éthane, le 1,2-Bis(triméthoxysilyl)éthane, le méthoxytrimethylsilane, et leurs mélanges.
De préférence, le gaz (G3) de la composition (B) est dépourvu d’oxygène.
Plus préférentiellement le gaz (G3) de la composition (B) est choisi parmi le diazote, le méthane, l’argon, le dihydrogène, le dihydrogène sulfuré et l’ammoniac ; plus préférentiellement parmi le diazote, le méthane, le dihydrogène et l’argon.
Plus préférentiellement encore, le gaz (G3) de la composition (B) est choisi parmi le diazote et l’argon.
Le gaz (G3) de la composition (B) sert de véhicule pour l’injection du ou des précurseurs d’élément M’ dans le dispositif de pyrolyse par projection de flamme (FSP). Le débit d’injection du ou des précurseurs d’élément M’ dans le dispositif peut alors être contrôlé par le contrôle du débit du gaz (G3) de la composition (B).
De préférence, la teneur en précurseur(s) d’élément M’ dans la composition gazeuse (B) injectée lors de l’étape c. du procédé selon l’invention est comprise entre 1 et 60% en volume, plus préférentiellement entre 5 et 30% en volume, par rapport au volume total de la composition gazeuse (B).
De préférence, la composition (B) est dépourvue de solvant organique.
Lors du procédé selon l’invention, un rapport atomique molaire (M/M’)injectépeut être calculé. Ce rapport correspond à la quantité en moles d’atomes d’élément M injectée lors de l’étape b. d’une part, sur la quantité en moles d’élément M’ injectée lors de l’étape c. d’autre part.
De préférence, le rapport atomique molaire (M/M’)injectéest supérieur ou égale à 0,25, plus préférentiellement compris dans la gamme allant de 0,25 à 120, plus préférentiellement encore de 0,25 à 99, mieux compris dans la gamme allant de 1 à 80 ; et encore mieux compris dans la gamme allant de 3 à 20.
De préférence, l’étape b est réalisée dans une première chambre du dispositif de pyrolyse par projection de flamme et l’étape c est réalisée dans une seconde chambre dudit dispositif en communication fluidique avec la première chambre.
En particulier, ladite seconde chambre pourrait être contiguë à la première chambre et prolonger ladite première chambre. En variante, on pourrait prévoir que les deux chambres soient reliées par un conduit.
L’invention porte aussi sur les particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées obtenues selon le procédé de préparation selon l’invention décrit ci-avant.
Un autre objet de l’invention concerne une composition, de préférence cosmétique, comprenant un support cosmétiquement acceptable et une ou plusieurs particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées telles que décrites ci-avant, et/ou de préférence obtenues par le procédé de préparation selon l’invention.
La composition selon l’invention est destinée à être appliquée sur les matières kératiniques, de préférence la peau et/ou les cheveux, pour colorer et/ou maquiller les matières kératiniques. Une éventuelle étape de séchage des matières kératiniques peut être mise en œuvre.
La composition selon l’invention peut être sous diverses formes galéniques. Ainsi, la composition selon l’invention peut être sous la forme d'une composition en poudre (pulvérulente) ou d'une composition liquide, ou sous la forme d’un lait, d’une crème, d’une pâte ou d'une composition pour aérosol.
Les compositions selon l’invention sont en particulier des compositions cosmétiques,i.e.le ou les matériaux de l’invention se trouvent dans un support cosmétiquement acceptable. On entend par «support cosmétiquement acceptable» un milieu approprié pour l’application sur des matières kératiniques, notamment humaines telles que la peau, ledit support cosmétique étant généralement constitué par de l'eau ou par un mélange d'eau et d’un ou plusieurs solvants organiques ou par un mélange de solvants organiques.
La composition selon l’invention est avantageusement une composition aqueuse.
De préférence la composition comprend de l’eau en une teneur comprise inclusivement notamment entre 5% et 95 % par rapport au poids total de la composition.
Au sens de l’invention, on entend par «solvant organique», une substance organique capable de dissoudre une autre substance sans la modifier chimiquement.
A titre de solvant organique, on peut par exemple citer les alcanols inférieurs en C2-C6, tels que l'éthanol et l'isopropanol ; les polyols et éthers de polyols comme le 2-butoxyéthanol, le propylèneglycol, le monométhyléther de propylèneglycol, le monoéthyléther et le monométhyléther du diéthylèneglycol, ainsi que les alcools aromatiques comme l'alcool benzylique ou le phénoxyéthanol, et leurs mélanges.
De préférence, les solvants organiques sont présents dans la composition selon l’invention en une teneur comprise inclusivement entre 0,1 et 40 % en poids environ par rapport au poids total de la composition, et plus préférentiellement entre 1 et 30 % en poids environ et encore plus particulièrement compris inclusivement entre 5 % et 25 % en poids par rapport au poids total de la composition.
Les compositions de l’invention peuvent renfermer une phase grasse et être sous forme d’émulsions directes ou inverses.
La composition selon l’invention peut être préparée selon les techniques bien connues de l'homme de l'art, sous forme d'émulsion, simple ou complexe (huile-dans-eau ou H/E en abrégé, eau-dans-huile ou E/H, huile-dans-eau-dans-huile ou H/E/H, eau-dans-huile-dans-eau ou E/H/E) telle qu'une crème, un lait ou d’un gel crème.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la composition selon l’invention peut également se présenter sous forme d’une composition anhydre, comme par exemple sous forme d’une huile. On entend par « composition anhydre » une composition contenant moins de 2% en poids d'eau, de préférence moins de 1% en poids d’eau, et plus préférentiellement encore moins de 0,5 % en poids d'eau par rapport au poids total de la composition, et voire exempte d'eau. Dans ce type de compositions, l'eau éventuellement présente n’est pas ajoutée lors de la préparation de la composition mais correspondant à l'eau résiduelle apportée par les ingrédients mélangés.
La ou les particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées selon l’invention peuvent également être sous forme sèche (poudre, flocons, plaques), en dispersion ou en suspension liquide ou en aérosol. La ou les particules selon l’invention peuvent être utilisées telles quelles ou mélangées avec d’autres ingrédients.
De préférence, les compositions de l’invention contiennent entre 0,1 et 40 % en poids de particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées selon l’invention, plus préférentiellement entre 0,5 et 20% en poids, plus préférentiellement encore entre 1 et 10% en poids, et encore mieux entre 1,5 et 5 % en poids, par rapport au poids total de la composition.
Les compositions de l’invention peuvent être utilisées en mono-application ou en multi-application. Lorsque les compositions de l’invention sont destinées à une multi-application, la teneur en particules d’oxydes de métaux M et de phosphore enrobées de l’invention est en général plus faible que dans les compositions destinées à une multi-application.
Par mono-application au sens de la présente invention, on entend une unique application de la composition, cette application pouvant être répétée plusieurs fois par jour, chaque application étant séparée de la suivante d’une ou plusieurs heures, ou une application une fois chaque jour, en fonction du besoin.
Par multi-application au sens de la présente invention, on entend une application de la composition répétée plusieurs fois, en général de 2 à 5 fois, chaque application étant séparée de la suivante de quelques secondes à quelques minutes. Chaque multi-application peut être répétée plusieurs fois par jour, séparée de la suivante d’une ou plusieurs heures, ou chaque jour, en fonction du besoin.
L’invention a également comme objet l’utilisation cosmétique et/ou pharmaceutique d’au moins une particule telle que décrite précédemment.
Plus particulièrement, l’invention porte également sur l’utilisation d’au moins une particule telle que décrite précédemment, pour la coloration et/ou le maquillage des matières kératiniques, notamment de la peau et plus particulièrement du visage.
L’invention porte également sur l’utilisation d’au moins une particule telle que décrite précédemment, pour protéger la peau contre les rayonnements visibles et/ou ultra-violets, par exemple par application(s) d’au moins une particule sur la peau.
Autrement dit, l’invention porte également sur une particule telle que décrite précédemment, pour son utilisation pour protéger la peau contre les rayonnements visibles et/ou ultra-violets.
Les exemples suivants servent à illustrer l’invention sans toutefois présenter un caractère limitatif.
Exemples
Exemple 1 :
1.1 Dans un premier temps, une composition (A) a été préparée à partir de nitrate de cuivre (200 mM), de triphénylphosphine (200 mM) et du mélange de solvants combustibles : 30% en volume d’acide 2-éthylhexanoïque (EHA), 30% en volume de toluène, 20% en volume d’éthanol absolu et 20% en volume de diéthylène glycol monobutyl éther, par rapport au volume total du mélange de solvants combustibles.
Des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore non-enrobées P1 ont ensuite été préparées à partir d’un procédé de préparation classique Prep 1 de FSP avec la composition (A) préalablement préparée (hors-invention).
Puis, des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore enrobées de dioxyde de silicium P2 ont ensuite été préparées à partir du procédé de préparation Prep 2 selon l’invention avec la même composition (A) et une composition gazeuse (B) comprenant de l’hexadiméthyldisiloxane et du diazote, dans une proportion telle que le rapport atomique molaire Cu/Siparticule= 0,48 (invention).
Les paramètres du procédé Prep 1 sont les suivants :
- ratio (composition (A) / O2) = 3 mL/min de composition (A) et 2 L/min de gaz (O2) + 3 L/min de méthane. On utilise pour régler le débit d’oxygène un φ = 0,82.
Les paramètres du procédé Prep 2 sont les suivants :
- ratio (composition (A) / O2) = 3 mL/min de composition (A) et 2 L/min de gaz (O2) + 3 L/min de méthane. On utilise pour régler le débit d’oxygène un φ = 0,82 ;
- l’hexadiméthyldisiloxane est injectée dans la seconde chambre du dispositif FSP au moyen d’un flux de diazote à 3 L/min (composition (B)).
1.2 Une fois les particules préparées. Il a été observé que les particules d’oxyde de cuivre et de phosphore obtenues étaient cristallines.
Par ailleurs, les particules P2 obtenues selon le procédé Prep 2 selon l’invention sont de couleur rouge, enrobées d’une couche supérieure de dioxyde de silicium d’environ 7nm d’épaisseur, et présentent un rapport atomique (Cu/Si)particulede 0,48.
La surface spécifique BET des particules selon le procédé Prep 2 est de 38 m2/g.
Les particules selon le procédé Prep 2 ont un diamètre moyen en nombre égal à 25 nm.
1.3 Les données colorimétriques des particules P1 et P2 ont été mesurées dans le système CIELab avec un spectrophotomètre DATA COLOR SF600X (illuminant D65, angle 10° et composante spéculaire incluse). Dans ce système L* a* b*, L* représente la luminosité, a* indique l'axe de couleur vert/rouge et b* l'axe de couleur bleu/jaune. Plus la valeur de L* est élevée, plus la couleur est claire ou peu intense. Inversement, plus la valeur de L* est faible, plus la couleur est foncée ou très intense. Plus la valeur de a* est élevée plus la nuance est rouge et plus la valeur de b* est élevée plus la nuance est jaune.
Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :
L* a* b*
Particules P1 selon le procédé Prep 1 (hors-invention) 79,89 -9,23 4,17
Particules P2 selon le procédé Prep 2 (invention) 54,2 33,8 20,5
Il a été observé que la couleur rouge des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore selon le procédé Prep 2 (invention) est beaucoup plus intense que la couleur vert pale des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore selon le procédé Prep 1 (hors invention).
Il a également été observé, après un stockage de 3 mois à l’air libre et à température ambiante et lumière extérieure ambiante, que la couleur des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore P2 selon le procédé Prep 2 (invention) n’a pas varié dans le temps, ce qui est une performance significative pour un pigment rouge.
En effet, les pigments rouges sont habituellement réalisés par association d’une base minérale (silice, titane) associée à un colorant organique (DC red 7 par exemple). Or, la fragilité du colorant organique notamment à la lumière extérieure amène la couleur à évoluer au cours du temps, et à perdre sa chromaticité rouge.
Exemple 2 :
Des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore enrobées de dioxyde de silicium P3 et P4 ont ensuite été préparées selon le même procédé de préparation Prep 2 (invention) que l’exemple 1, à la seule différence que les proportions des compositions sont telles que les rapports atomiques molaires Cu/Siparticulesont respectivement de 0,78 pour les particules P3 et 1,75 pour les particules P4.
Les particules P3 obtenues selon le procédé Prep 2 selon l’invention sont de couleur rose, enrobées d’une couche supérieure de dioxyde de silicium d’environ 5 nm d’épaisseur, et présentent un rapport atomique (Cu/Si)particulede 0,78.
Les particules P3 ont une surface spécifique BET de 42 m2/g et un diamètre moyen en nombre égal à 22 nm.
Les particules P4 obtenues selon le procédé Prep 2 selon l’invention sont de couleur rose très pale, enrobées d’une couche supérieure de dioxyde de silicium d’environ 2,4 nm d’épaisseur, et présentent un rapport atomique (Cu/Si)particulede 1,75.
Les particules P4 ont une surface spécifique BET de 42 m2/g et un diamètre moyen en nombre égal à 18 nm.
Les données colorimétriques des particules P3 et P4 ont également été mesurées dans le système CIELab.
Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :
L* a* b*
Particules P3 selon le procédé Prep 2 (invention) 62 22,3 9,2
Particules P4 selon le procédé Prep 2 (invention) 93 3,5 1,8
Il a été observé que la couleur des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore P3 et P4 selon le procédé Prep 2 (invention) gardent une chromaticité adaptée tout en étant plus claire que celle des particules P2 selon le procédé Prep 2 (invention).
Il a également été observé, après un stockage de 3 mois à l’air libre et à température ambiante et lumière extérieure ambiante, que la couleur des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore P3 et P4 selon le procédé Prep 2 (invention) n’a pas varié dans le temps, ce qui est une performance significative pour un pigment rose.
En effet, les pigments rose sont habituellement réalisés par association d’une base minérale (silice, titane) associée à un colorant organique (DC red 7 par exemple) auquel on ajoute des doses d’un pigment blanc (TiO2typiquement). Or, la fragilité du colorant organique à la lumière extérieure, au regard de la solidité des composés minéraux, amène la couleur à évoluer au cours du temps, et à perdre sa chromaticité rose.
Exemple 3 :
On cherche à obtenir des pigments de la couleur proche de celle d’une carnation. Le but est de pouvoir réaliser un produit de maquillage avec un seul type de pigment et ce afin d’éviter les problèmes qui peuvent arriver quand on associe 2 ou plusieurs pigments de différentes couleurs. En particulier, il est désiré de s’approcher au mieux de la cible coloriel en diminuant le risque d’imprécision dans la production du produit de maquillage et/ou d’une éventuelle décantation sélective dans le produit de maquillage.
Dans cet exemple, il a été estimé, par interpolation graphique, que le rapport atomique molaire Cu/Siparticuled’une particule oxyde de cuivre et de phosphore enrobées de dioxyde de silicium, devait être de 1,05, pour obtenir une couleur proche de celle d’une carnation.
Des particules d’oxyde de cuivre et de phosphore enrobées de dioxyde de silicium P5 ont alors été préparées selon le même procédé de préparation Prep 2 (invention) que l’exemple 1, à la seule différence que les proportions des compositions sont telles que le rapport atomique molaire Cu/Siparticuleest de 1,05.
Les particules P5 obtenues selon le procédé Prep 2 selon l’invention sont de la couleur rose chaire souhaitée.
Les particules P5 sont enrobées d’une couche supérieure de dioxyde de silicium d’environ 3,8 nm d’épaisseur, et présentent un rapport atomique (Cu/Si)particulede 1,05.
Les particules P5 ont une surface spécifique BET de 40 m2/g et un diamètre moyen en nombre égal à 23 nm.
Les données colorimétriques des particules P5 ont également été mesurées dans le système CIELab.
Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :
L* a* b*
Particules P5 selon le procédé Prep 2 (invention) 89,5 7,2 3,7
Exemple 4 :
Les compositions cosmétiques de maquillage C2 à C5 ont été préparées en mélangeant respectivement 10% en poids, par rapport au poids total de la composition, de particules d’oxyde de cuivre et de phosphore enrobées de dioxyde de silicium P2 à P5 dans une base cosmétique adaptée pour le maquillage du visage.
Chaque composition a ensuite été appliquée, indépendamment l’une de l’autre, sur une peau claire de type Caucasien à une teneur de 1 mg/cm2.
Il a été observé que :
- la composition C2 à base de particules P2 modifie la couleur naturelle de la peau vers le rose – « effet rose à joue » ;
- les compositions C3 et C4 respectivement à base de particules P3 et P4 éclaircirent légèrement la couleur naturelle de la peau ;
- la composition C5 à base de particules P5 permet de masquer les imperfections de la peau (dyschromies), sans sue le résultat laisse à penser que la peau a été recouverte d’une composition cosmétique.
Exemple 5 :
Une composition aqueuse C6 (invention) à base de 10% en poids, par rapport au poids total de la composition, de particules d’oxyde de cuivre et de phosphore enrobées de dioxyde de silicium P3, a été préparée.
Une composition aqueuse C7 (hors-invention) contenant un mélange de silice et d’oxyde de fer, dans des proportions telles que la couleur de la composition aqueuse C7 est similaire à celle de la composition aqueuse C6.
Directement après la préparation, les compositions C6 et C7 ont été appliquées une première fois, l’une à côté de l’autre, sur une peau claire de type Caucasien à une teneur de 1 mg/cm2.
Les couleurs observées sur la peau pour les compositions C6 et C7 sont similaires.
Après un temps de 5 minutes au repos après la préparation, les compositions C6 et C7 ont été appliquées une seconde fois, l’une à côté de l’autre, sur une peau claire de type Caucasien à une teneur de 1 mg/cm2.
La couleur observée sur la peau pour la composition C6 (invention) est identique à la couleur observée après la 1èreapplication.
A l’inverse, la couleur observée sur la peau pour la composition C7 (hors-invention) est plus blanche par rapport à la couleur observée après la 1èreapplication.
Il est ainsi apparu que la composition 6 selon l’invention permettait d’obtenir une couleur sur la peau bien plus stable que la composition comparative C7 (hors-invention).

Claims (26)

  1. Particule comprenant :
    (i) un noyau (1) constitué d’au moins un oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) :
    MaPbOc(I)
    dans laquelle :
    - M représente un élément de la famille des métaux,
    - a et b, identiques ou différents, représentent un nombre entier allant de 1 à 10,
    - c représente un nombre entier allant de 2 à 20 ; et
    (ii) une couche supérieure d’enrobage (2), recouvrant la surface dudit noyau (1), constituée d’au moins un oxyde d’élément M’ de formule (II) :
    M’dOe
    dans laquelle :
    - M’ est un élément, différent de M, choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments, et les éléments de la famille des lanthanides,
    - d représente un nombre entier allant de 1 à 4,
    - e représente un nombre entier allant de 1 à 4,
  2. Particule selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l’élément M est choisi parmi les éléments des colonnes 4 à 11 du tableau périodique des éléments et les éléments de la famille des lanthanides.
  3. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément M est choisi parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre et le cérium ; de préférence parmi le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre ; et plus préférentiellement parmi le cuivre, le fer et le cobalt.
  4. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les nombres entiers a et b vont, indépendamment l’un de l’autre, de 1 à 5.
  5. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le nombre entier c va de 4 à 10.
  6. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’oxyde de métal M et de phosphore de formule (I) est choisi parmi CuPO4, FePO4, Cu2P2O7, Co3P2O7, Cu3P3O8, Cu4P4O9et Cu5P5O10.
  7. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’élément M’ est choisi parmi l’aluminium et les éléments de la colonne 14 du tableau périodique des éléments ; de préférence parmi le silicium, l’étain et l’aluminium ; plus préférentiellement l’élément M’ est le silicium.
  8. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le nombre entier d est égal à 1 ou 2 ; de préférence égal à 1.
  9. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le nombre entier e est égal à 2 ou 3 ; de préférence égal à 2.
  10. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’oxyde d’élément M’ de formule (II) est choisi parmi SiO2, SnO2et Al2O3; de préférence l’oxyde d’élément M’ de formule (II) est SiO2.
  11. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport atomique molaire (M/M’) est strictement supérieur à 0,3 ; de préférence supérieur ou égal à 1 ; plus préférentiellement supérieur ou égal à 3 ; plus préférentiellement compris dans la gamme allant de 3 à 10.
  12. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’épaisseur moyenne en nombre dmde la couche supérieure d’enrobage (2), mesurée par microscopie électronique en transmission (TEM), est comprise dans la gamme allant de 1 à 20 nm, de préférence de 1 à 10 nm, et plus préférentiellement de 2 à 7 nm.
  13. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre moyen en nombre de la particule, déterminé par microscopie électronique en transmission (TEM), est compris dans la gamme allant de 4 à 5 000 nm, de préférence de 10 à 3 000 nm, plus préférentiellement de 20 à 1 000 nm.
  14. Particule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la couche supérieure d’enrobage (2) recouvre au moins 90% de la surface du noyau (1) ; de préférence recouvre la totalité de la surface du noyau (1).
  15. Composition comprenant des particules telles que définies dans l’une quelconque des revendications 1 à 14 et un support cosmétiquement acceptable.
  16. Procédé de préparation de particules telles que définies dans l’une quelconques des revendications 1 à 14, comprenant au moins les étapes suivantes :
    a. préparer une composition (A) en ajoutant un ou plusieurs précurseurs de métal M et un ou plusieurs précurseurs de phosphore dans un solvant combustible ou dans un mélange de solvants combustibles ; puis
    b. dans un dispositif de pyrolyse par projection de flamme, former une flamme en injectant la composition (A) et un gaz contenant de l’oxygène jusqu’à l’obtention d’agrégats d’oxyde de métal M et de phosphore ; puis
    c. injecter une composition gazeuse (B) comprenant un gaz (G3) et un ou plusieurs précurseurs d’élément M’ jusqu’à l’obtention d’une couche supérieure d’enrobage (2) constituée d’oxyde d’élément M’, à la surface desdits agrégats d’oxydes de métaux M et de phosphore ;
    ledit élément M’ étant différent de M et ledit élément M’ étant choisi parmi les éléments des colonnes 13 et 14 du tableau périodique des éléments, et les éléments de la famille des lanthanides.
  17. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le gaz (G3) de la composition (B) est dépourvu d’oxygène ; et de préférence est choisi parmi le diazote, le méthane, le dihydrogène et l’argon ; plus préférentiellement parmi le diazote et l’argon.
  18. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que l’étape b est réalisée dans une première chambre d’un dispositif de pyrolyse par projection de flamme et l’étape c est réalisée dans une seconde chambre dudit dispositif en communication fluidique avec la première chambre.
  19. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que l’élément M est choisi parmi les éléments des colonnes 4 à 11 du tableau périodique des éléments et les éléments de la famille des lanthanides ; de préférence parmi le titane, le zirconium, le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre et le cérium ; plus préférentiellement parmi le vanadium, le chrome, le molybdène, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel et le cuivre ; et plus préférentiellement encore parmi le cuivre, le fer, le cobalt.
  20. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que l’élément M’ est choisi parmi l’aluminium et les éléments de la colonne 14 du tableau périodique des éléments ; de préférence parmi le silicium, l’étain et l’aluminium ; plus préférentiellement le silicium.
  21. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que la quantité molaire de gaz contenant de l’oxygène injectée lors de l’étape b, est égale à la quantité molaire de gaz contenant de l’oxygène nécessaire pour faire réagir la composition (A) avec l’oxygène dans un rapport stœchiométrique, divisée par le facteur de correction φ ;
    avec φ compris entre 0,2 et 2, plus préférentiellement 0,8 et 1,4, plus préférentiellement encore entre 1 et 1,3, mieux entre 1,05 et 1,25, et encore mieux entre 1,1 et 1,2.
  22. Procédé selon l’une quelconque des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que la composition (A) comprend un mélange de solvants combustibles, comprenant de préférence au moins deux des solvants combustibles suivants : l’acide 2-éthylhexanoïque, le toluène, l’éthanol absolu et le diéthylène glycol monobutyl éther ; plus préférentiellement le mélange de solvants combustibles est constitué d’au moins 5% en volume d’acide 2-éthylhexanoïque, d’au moins 5% en volume de toluène, d’au moins 5% en volume d’éthanol absolu et d’au moins 5% en volume de diéthylène glycol monobutyl éther, par rapport au volume total du mélange de solvants combustibles.
  23. Particule selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce qu’elle est obtenue par le procédé tel que défini dans l’une quelconque des revendications 16 à 22.
  24. Utilisation cosmétique d’au moins une particule telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 14.
  25. Utilisation d’au moins une particule telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 14, pour la coloration et/ou le maquillage des matières kératiniques.
  26. Particule telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 14, pour son utilisation pour protéger la peau contre les rayonnements visibles et/ou ultra-violets.
FR2114163A 2021-12-21 2021-12-21 Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme Active FR3130566B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2114163A FR3130566B1 (fr) 2021-12-21 2021-12-21 Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme
PCT/EP2022/087087 WO2023118208A1 (fr) 2021-12-21 2022-12-20 Particules enrobées d'oxydes de métaux et de phosphore, et leur préparation par pyrolyse par projection de flamme

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2114163 2021-12-21
FR2114163A FR3130566B1 (fr) 2021-12-21 2021-12-21 Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3130566A1 true FR3130566A1 (fr) 2023-06-23
FR3130566B1 FR3130566B1 (fr) 2023-12-29

Family

ID=80999845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2114163A Active FR3130566B1 (fr) 2021-12-21 2021-12-21 Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3130566B1 (fr)
WO (1) WO2023118208A1 (fr)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2268337A (en) 1940-06-24 1941-12-30 Signode Steel Strapping Co Strap seal joint
US5958361A (en) 1993-03-19 1999-09-28 Regents Of The University Of Michigan Ultrafine metal oxide powders by flame spray pyrolysis
WO2001036332A1 (fr) 1999-11-17 2001-05-25 Cabot Corporation Composition d'oxyde de cerium et son procede de preparation
WO2004005184A1 (fr) 2002-07-03 2004-01-15 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Oxydes metalliques prepares par pyrolyse par projection a la flamme
WO2004056927A2 (fr) 2002-12-23 2004-07-08 Degussa Ag Dioxyde de titane recouvert de silice
US6887566B1 (en) 1999-11-17 2005-05-03 Cabot Corporation Ceria composition and process for preparing same
WO2005103900A1 (fr) 2004-03-31 2005-11-03 Google, Inc. Element de saisie fonde sur le profil permettant de controler des evenements dans des applications
WO2007028267A1 (fr) 2005-09-06 2007-03-15 Eth Zurich Procedes et dispositifs de pyrolyse au pistolet a flamme
WO2008019905A1 (fr) 2006-08-17 2008-02-21 Evonik Degussa Gmbh Particules d'oxyde de zinc enrobées de silice pouvant être obtenues par un procédé de pyrolyse à flamme
WO2008049954A1 (fr) 2006-10-24 2008-05-02 Beneq Oy Dispositif de production de nanoparticules
US20090123357A1 (en) 2006-03-28 2009-05-14 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources (Kigam) Method for making silica nanoparticles by flame spray pyrolysis adopting two-fluid nozzle
US20090126604A1 (en) 2007-11-16 2009-05-21 Akhtar M Kamal Gas phase production of coated titania
US20100055340A1 (en) 2008-08-28 2010-03-04 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for Coating Core Ceramic Particles by Emulsion Flame Spray Pyrolysis
WO2011020204A1 (fr) 2009-08-19 2011-02-24 ETH Zürich Matériaux en verre bioactifs radio-opaques
KR101373538B1 (ko) * 2012-11-06 2014-03-13 한국교통대학교산학협력단 전기방사법을 이용한 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법 및 이에 의해 제조된 양극활물질
US20140134216A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-15 National University Corporation Okayama University Iron oxide red pigment

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2268337A (en) 1940-06-24 1941-12-30 Signode Steel Strapping Co Strap seal joint
US5958361A (en) 1993-03-19 1999-09-28 Regents Of The University Of Michigan Ultrafine metal oxide powders by flame spray pyrolysis
WO2001036332A1 (fr) 1999-11-17 2001-05-25 Cabot Corporation Composition d'oxyde de cerium et son procede de preparation
US6887566B1 (en) 1999-11-17 2005-05-03 Cabot Corporation Ceria composition and process for preparing same
US7211236B2 (en) 2002-07-03 2007-05-01 Eidgenossische Technische Hochschule Zurich Flame made metal oxides
WO2004005184A1 (fr) 2002-07-03 2004-01-15 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich Oxydes metalliques prepares par pyrolyse par projection a la flamme
WO2004056927A2 (fr) 2002-12-23 2004-07-08 Degussa Ag Dioxyde de titane recouvert de silice
WO2005103900A1 (fr) 2004-03-31 2005-11-03 Google, Inc. Element de saisie fonde sur le profil permettant de controler des evenements dans des applications
WO2007028267A1 (fr) 2005-09-06 2007-03-15 Eth Zurich Procedes et dispositifs de pyrolyse au pistolet a flamme
US8182573B2 (en) 2005-09-06 2012-05-22 ETH Zürich Methods and devices for flame spray pyrolysis
US20090123357A1 (en) 2006-03-28 2009-05-14 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources (Kigam) Method for making silica nanoparticles by flame spray pyrolysis adopting two-fluid nozzle
WO2008019905A1 (fr) 2006-08-17 2008-02-21 Evonik Degussa Gmbh Particules d'oxyde de zinc enrobées de silice pouvant être obtenues par un procédé de pyrolyse à flamme
WO2008049954A1 (fr) 2006-10-24 2008-05-02 Beneq Oy Dispositif de production de nanoparticules
US8231369B2 (en) 2006-10-24 2012-07-31 Beneq Oy Device and method for producing nanoparticles
US20090126604A1 (en) 2007-11-16 2009-05-21 Akhtar M Kamal Gas phase production of coated titania
US20100055340A1 (en) 2008-08-28 2010-03-04 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method for Coating Core Ceramic Particles by Emulsion Flame Spray Pyrolysis
WO2011020204A1 (fr) 2009-08-19 2011-02-24 ETH Zürich Matériaux en verre bioactifs radio-opaques
KR101373538B1 (ko) * 2012-11-06 2014-03-13 한국교통대학교산학협력단 전기방사법을 이용한 코어-쉘 구조 나노섬유 리튬이차전지용 양극활물질의 제조방법 및 이에 의해 제조된 양극활물질
US20140134216A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-15 National University Corporation Okayama University Iron oxide red pigment

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry", 2005, article "Métal complex dyes", pages: 1 - 42
DE JOHNSON MATTHEY: "Flame Spray Pyrolysis : a Unique Facility for the Production of Nanopowders", PLATINUM METALS REV., vol. 55, no. 2, 2011, pages 149 - 151
TURNS, S. R.: "An Introduction to Combustion: Concepts and Applications", 2012, MCGRAW-HILL

Also Published As

Publication number Publication date
FR3130566B1 (fr) 2023-12-29
WO2023118208A1 (fr) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2148761C (fr) Composition a base d&#39;un sulfure de terre rare comprenant au moins un element alcalin, son procede de preparation et son utilisation comme pigment colore
EP0628608B1 (fr) Procédé de traitement de pigments à base de sulfures de terres rares, pigments ainsi obtenus et leurs utilisations
FR3105788A1 (fr) Procede de preparation de particules enrobees d’oxyde de silicium par pyrolyse par projection de flamme
FR2817742A1 (fr) Compositions cosmetiques transparentes ou translucides colorees par des pigments
TWI382853B (zh) 皮膚化粧料用色料組成物、使用該組成物之底化粧料，以及化粧方法
EP0958244A1 (fr) Compose a base d&#39;un alcalino-terreux, de soufre et d&#39;aluminium, de gallium ou d&#39;indium, son procede de preparation et son utilisation comme luminophore
FR3130566A1 (fr) Particules d’oxydes de metaux et de phosphore enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme
EP0743923B1 (fr) Silicates a base d&#39;alcaline-terreux, de cuivre et eventuellement de titane, pigments bleus ou violets a base de ces silicates, leur procede de preparation et leur utilisation
FR3105787A1 (fr) Procede de preparation de particules d’oxyde de zinc enrobees par pyrolyse par projection de flamme
FR2785533A1 (fr) Utilisation de nitrocellulose et d&#39;ester de cellulose dans un vernis a ongles
FR3130563A1 (fr) Particules colorantes d’oxydes et de sous-oxydes de metaux enrobees, et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme
FR3105789A1 (fr) Particules d’oxyde de metal enrobees d’oxyde de terre rare et son procede de preparation par pyrolyse par projection de flamme
FR3130789A1 (fr) Particules de sous-oxydes de cerium enrobees et leur preparation par pyrolyse par projection de flamme
EP2889271B1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une poudre d&#39;oxyde mixte d&#39;yttrium et de titane
WO2024121505A1 (fr) Pigments interférentiels à base de sulfure de zinc, procédé de synthèse et composition cosmétique
FR2942789A1 (fr) Procede de sulfuration de composes oxygenes de terres rares a l&#39;aide de composes soufres

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20230623

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5