DE ARCILLAS

CAMPO TECNICO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere al procedimiento para la obtención de nano-particulas de arcillas, estas últimas, aptas para su empleo, por ejemplo, como materia prima de productos cosméticos o de productos de cualquier otro sector en los que se ha utilizado nano- particulas de arcillas obtenidas por síntesis química o método "Bottom-up".

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como se conoce, las arcillas se extraen de yacimientos naturales y son particularmente ricas en minerales, constituyendo un sedimento natural muy demandado hoy en día para múltiples aplicaciones.

Debido al desgaste natural de las rocas, las arcillas se formaron a lo largo del paso de los años como un sedimento rico en minerales y componentes orgánicos, tales como, Calcio, Sodio, Potasio, Magnesio, Hierro, Silicio, Manganeso, Vitamina A, Vitamina E, B-Caroteno, entre otros.

Por tal razón, las arcillas se han utilizado desde siempre, tanto para usos de la cosmética como de la medicina. En la geoterapia, las arcillas son usadas como terapia natural. Entre sus muchos beneficios y propiedades que contienen destacan que son depurativas, desintoxicantes y antisépticas ya que, si son usadas de modo interno, absorben las sustancias tóxicas. Así mismo, son regenerantes y cicatrizantes debido a uno de sus componentes, la Sílice. Debido a su alto contenido en oligoelementos resultan también muy remineralizantes. Son muchas las propiedades de las arcillas en dependencia del tipo que se utilice. Entre las más empleadas están la arcilla verde, la arcilla banca y la arcilla roja.

En el sector cosmético, las arcillas se utilizan mayoritariamente en los tratamientos de la piel. En la formulación de múltiples productos, desde mascarillas faciales, cremas corporales y geles de ducha hasta champús y pastas de dientes.

Como se ha visto, las arcillas contienen minerales con conocida influencia positiva en el equilibrio de los fluidos y la estructura celular de la piel. En esta última, la particular composición de las arcillas provoca un efecto remineralizante y adelgazante. Adicionalmente, las arcillas tienen un efecto calmante en las pieles irritadas, equilibra el enrojecimiento debido a su composición mineral y dejan una sensación excepcionalmente agradable y positiva en la piel.

Las arcillas destinadas a aplicaciones cosméticas son seleccionadas evaluando los requisitos siguientes:

-pH: 6.5 - 9.0 (suspensión al 10%),

-olor: suave.

-composición mineral.

Al igual que la selección de las arcillas, el tamaño de partícula de las mismas es un detalle importante a considerar para potenciar las propiedades de dichas arcillas en los productos cosméticos. A menor tamaño de partícula de arcillas, mayor será la penetración de las mismas en las capas o zonas de la piel que requieran de tratamiento. En otras palabras, más efectivo será el tratamiento del producto cosmético que las comprende. Entre los factores que determinan la penetración dérmica están: la naturaleza, el estado físico y la estructura de los productos; el tipo de vehículo en el que están suspendidos o disueltos dichos productos; así como, la hidratación y el estado de la piel.

De estos factores, solo en dos de ellos podemos llevar a cabo acciones para mejorar la penetración dérmica del producto cosmético: a) Naturaleza, estado físico y estructura de las arcillas .

Las arcillas en su estado natural tienen un tamaño que, por decisión, es menor de 0, 002 mm. Este tamaño puede ser considerado como partícula grande, lo cual, dificulta su penetración a través de las barreras dérmicas de la piel. b) Tipo de vehículo en el que están suspendidos las arcillas.

El vehículo o compuesto utilizado para facilitar la aplicación del producto puede modificar su capacidad de penetración. La suspensión y la concentración de la arcilla en el vehículo van a condicionar su permeabilidad. Actualmente, las arcillas se aplican sobre la piel suspendidas en agua, es decir, empleando un vehículo hidrofílico; sin embargo, estudios recientes demuestran que el empleo de un vehículo lipofílico puede hacer penetrar el producto en las capas dérmicas de la piel 200 veces más rápido que con el agua.

Por tanto, surge la necesidad de llevar el tamaño de partícula de las arcillas a emplearse en productos cosméticos a una mínima expresión, es decir, a niveles sub-micrónicos , con vistas a aumentar la capacidad de penetración de dichos productos en las capas dérmicas de la piel.

Son conocidos procesos para la obtención de arcillas sub-micrónicas basados en la síntesis química de las mismas. Sin embargo, estos procesos conocidos no son idóneos para el sector de la cosmética pues no logran reproducir las características intrínsecas de las arcillas, además de resultar muy costosos tanto a nivel económico como desde el punto de vista de proceso.

Estos procesos conocidos son basados en técnicas de "Bottom-up" o de abajo-arriba, tratándose de un método ascendente químico que hace referencia a la construcción de estructuras átomo por átomo o molécula por molécula. Dicho método "Bottom-up" comprende las siguientes partes : a) Síntesis química: técnica en la que se produce materias primas como moléculas o partículas, que se pueden utilizar directamente como producto o bien, para fabricar materiales más avanzados o complejos. b) Autoensamble : técnica en la que los átomos o moléculas se ordenan a sí mismas dentro de nano- estructuras mediante interacciones físicas y/o químicas entre las unidades básicas. El autoensamble ha ocurrido en la naturaleza desde siempre, pues es la base de la formación de todo organismo vivo, de los cristales de sal, y de los copos de nieve. c) Ensamble posicional: los átomos, moléculas o sus agregados son manipulados deliberadamente y posicionados uno por uno.

Como puede verse, estos métodos conocidos imposibilitan que la obtención de nano-partículas de arcilla se realice de forma sencilla y económica. Así mismo, al tratarse de métodos químicos, con su aplicación, se perjudica las propiedades de las arcillas incluidas en su estado natural.

Por tal razón, se requiere diseñar un procedimiento de obtención de nano-partículas de arcilla técnicamente viable y económico, cuyas arcillas sean aptas para emplearse como materia prima en productos cosméticos que brinden un tratamiento eficaz. Por parte del solicitante, se desconoce la existencia de un procedimiento de obtención de nano-particulas de arcillas que muestre unas características semejantes a las que presenta la invención que aquí se preconiza.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma.

El objeto de la invención es un procedimiento de obtención de nano-partículas de arcillas, estas últimas, aptas para emplearse, por ejemplo, como materia prima en productos cosméticos, o bien, en otros productos de cualquier otro sector en los que se ha utilizado nano- partículas de arcillas obtenidas por síntesis química o método "Bottom-up". El problema técnico a resolver es la reducción del tamaño de partícula de dichas arcillas a niveles submicrónicos o nano-métricos , sin que ello afecte a las características intrínsecas de las mismas.

El procedimiento de obtención de la nano-partícula de arcilla que se quiere patentar está basado en la técnica "Top-down" o de arriba-abajo, y comprende las siguientes etapas: a) seleccionar las arcillas a tratar,

b) pre-molturar las arcillas seleccionadas, en la etapa a) hasta reducir su tamaño de partícula entre 5 mm y 15 mieras,

c) molturar las arcillas pre-molturadas en la etapa b) hasta reducir su tamaño de partícula a dimensiones nano-métricas por debajo de una miera.

Así, mediante la aplicación del procedimiento propuesto, se logra obtener nano-partículas de arcillas, donde, la reducción del tamaño de partícula de dichas arcillas se ha realizado empleando un método descendente físico, lo cual, no perjudica las propiedades, por ejemplo, regenerantes y cicatrizantes de las arcillas, propias de su estado natural.

Adicionalmente, la presente invención se refiere a un producto a base de nano-partículas de arcillas, por ejemplo, un producto cosmético, tal como una crema corporal o una máscara facial, que comprende entre un 15% y un 45% de nano-partículas de arcillas con tamaño de partícula por debajo de una miera, obtenidas según el procedimiento "Top-down", o de arriba-abajo, objeto de la presente invención.

EXPOSICIÓN DE TALLADA DE LA INVENCIÓN A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de nano-partículas de arcillas, útiles para emplearse como materia prima, por ejemplo, de productos cosméticos o de productos de cualquier otro sector en los que se ha utilizado nano-particulas de arcillas obtenidas por síntesis química o método "Bottom-up".

El procedimiento se inicia con la selección de las arcillas a tratar más adecuadas. Preferiblemente, se seleccionarán las arcillas en base a un análisis mineralógico y químico.

Así mismo, se prefiere que las arcillas seleccionadas constituyan el 100% de la composición a tratar, por lo que se eligen las vetas más limpias y después se realizan análisis completos y exhaustivos comparando los minerales que las componen y eligiendo las más adecuadas . Las arcillas seleccionadas pueden ser lavadas o no en el propio yacimiento.

En el caso de que las arcillas no se hayan lavado en el yacimiento, estas se mezclarán con agua hasta que la mezcla tome forma de barbotina, es decir, una mezcla de consistencia barrosa o casi líquida con el fin de eliminar las impurezas. La mezcla libre de impurezas se mantendrá estable en el tiempo mediante un agitador para evitar la sedimentación, e incluso, podría adicionarse a la mezcla conservantes con el fin de evitar problemas por contaminación a nivel microbiológico .

Seguidamente, se pasa a pre-molturar las arcillas seleccionadas, incluidas en la mezcla libre de impurezas descrita anteriormente, hasta reducir su tamaño de partícula entre 5 mm y 15 mieras.

Preferiblemente esta pre-molturación por vía húmeda de las arcillas se realiza en un molino de bolas, empleándose como medio de molturación la propia agua adicionada, con anterioridad, a la arcilla seleccionada no lavada en el yacimiento.

Una vez reducido el tamaño de partícula de las arcillas entre 5 mm y 15 mieras, se lleva a cabo el secado de las mismas .

Preferiblemente, el secado se realiza en una cámara de secado empleándose un gas inerte caliente a baja presión creándose así, un efecto de disgregación y circulación que permite el secado rápido con un mínimo calentamiento del material sólido, es decir, la arcilla. Así, se evapora el agua, asegurando el tamaño de partícula obtenido en el molino, es decir, entre 5 mm y 15 mieras.

Por su parte, en el caso de que la arcilla seleccionada haya sido lavada en el propio yacimiento, esta se pasa directamente a pre-molturar hasta reducir su tamaño de partícula entre 5 mm y 15 mieras.

Preferiblemente, esta pre-molturación por vía seca o por vía húmeda de las arcillas, se realiza en un molino de bolas, utilizando bolas de alúmina. El tiempo de molturación dependerá del tamaño de partícula inicial y de la dureza del material. Seguidamente, las arcillas pre-molturadas anteriormente se molturan nuevamente, esta vez, hasta reducir su tamaño de partícula a dimensiones nano-métricas por debajo de una miera.

Esta nueva molturación de las arcillas se realizará en un medio acuoso, para que puedan ser introducidas en las posteriores formulaciones de productos a base de nano- partículas de arcillas en las que se empleen, por ejemplo, formulaciones cosméticas u otras formulaciones de productos de cualquier otro sector en los que también se ha utilizado nano-partículas de arcillas obtenidas por síntesis química o sistema "Bottom-up".

Para ello, se prefiere que dicha molturación sea realizada en un molino de atrición. En este proceso de atrición mecánica, las arcillas pre-molturadas, con tamaño de partícula entre 5 mm y 15 mieras, se introducen en la cámara de molturación del molino junto con el medio de molturación acuoso y unas bolas, estas últimas, preferiblemente, de óxido de zirconio con tamaño comprendido entre 0.3 y 0.4 mm; donde, son agitados fuertemente producto de la alta velocidad de giro, entre 25 y 50 Hz (1500 y 3000 rpm) , del molino de atrición, provocando el impacto de las bolas de óxido de zirconio con las arcillas, hasta reducir su tamaño de partícula por debajo de una miera. Una vez obtenida la suspensión arcillosa con la granulometría requerida, es decir, con nano-partículas con tamaño por debajo de una miera, esta puede ser empleada en la formulación de productos a base de nano- partículas de arcilla, por ejemplo, productos cosméticos o productos de otros sectores en los que se ha utilizado nano-partícula de arcilla obtenida por síntesis química o sistema "Bottom-up".

Así, un producto a base de nano-partículas de arcillas, según la presente invención, por ejemplo, un producto cosmético, comprende entre un 15% y un 45% de nano- partículas de arcillas con tamaño de partícula por debajo de una miera, obtenidas según el procedimiento descrito anteriormente.

Por ejemplo, un primer ejemplo de realización del producto cosmético podría ser una crema corporal que comprenda :

- 5%-15% de protelan NMF (estearato de glicerilo y sodio lauroil, glutamato y sodio, estearoillactilate ) ,

0.5%-9.5%de alcohol cetearílico,

0.5%-9.5% de matequilla de café,

- 1%-10% de T oil OE ( étercapylyl ) ,

1%-10% de T oil GTCC (caprílico/ cápricotriglicéridos ) ,

- 2%-12% de almendra dulce

- 2%-12%de aceite de oliva,

- 5%-30% de nano-partículas de arcillas,

- hasta 100% de agua,

- 3%-12% de glicerina,

0.5%-9.5% de Protelan PCA (Sodio PCA) ,

- 0.1%-2% de tocoferol acetato,

- 0.1%-2% de conservante, y

0.1%-3% de perfume.

Un segundo ejemplo de realización del producto cosmético, según la presente invención, podría ser una máscara facial que comprenda: - 2%-9% de protelan NMF ( estearato de glicerilo y sodio lauroil, glutamato y sodio, estearoillactilate ) ,

- 1.5%-5% de dióxido de titanio,

0.2%-5% de alantoina,

- 2%-9% de arnica,

- 2%-9% de extracto de caléndula,

- 5%-30% de nano-partículas de arcillas,

- hasta 100% de agua,

- 2.5%-9% de glicerina,

- 0.1%-5% de conservante, y

0.1%-3% de perfume.