DE102005055079A1 - Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von amorphem Titandioxid - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von amorphem Titandioxid mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 10 bis 500 nm, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestetns ein Titantetraalkoholat der allgemeinen Formel Ti(OR)¶4¶ mit R = C¶1¶- bis C¶6¶-Alkyl in der wässrigen Dispersion hydrolysiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von amorphem Titandioxid und die Verwendung dieser Dispersion als kosmetische Formulierung, insbesondere als kosmetisches Sonnenschutzmittel.
  • Zum Schutz der Haut gegen zu intensive UV-Strahlung werden UV-Filter enthaltende kosmetische Zubereitungen, wie Cremes oder Lotionen verwendet, die auf der Haut weitgehend transparent und angenehm in der Anwendung sind.
  • Als UV-Filter enthalten sie eine oder mehrere organische Verbindungen, die im Wellenlängenbereich zwischen 290 und 400 nm absorbieren: UVB- (290 bis 320 nm); UVA-Strahlung (320 bis 400 nm).
  • Die energiereichere UVB-Strahlung verursacht die typischen Sonnenbrandsymptome und ist auch verantwortlich für die Unterdrückung der Immunabwehr, während die tiefer in die Hautschichten eindringende UVA-Strahlung die vorzeitige Alterung der Haut verursacht. Da das Zusammenwirken beider Strahlungsarten das Entstehen von lichtbedingten Hautkrebserkrankungen wie Hautkrebs begünstigen soll, begann daher frühzeitig die Suche nach Möglichkeiten, den bereits erzielten UV-Schutz nochmals signifikant zu verbessern.
  • Es wurde gefunden, dass mikrofeine (ultrafeine) Pigmente auf Basis von Metalloxiden auch UV-Strahlung streuen, reflektieren und absorbieren können. Daher stellen ihre hochdispersen Formulierungen eine effektive Ergänzung der organischen UV-Filter in Sonnenschutzmitteln dar.
  • Mikrofeines Titandioxid wird in kosmetischen Formulierungen vielfältig verwendet, da es chemisch inert und toxikologisch unbedenklich ist und weder zu Hautirritationen noch zur Sensibilisierung führt. Es ist der derzeit am häufigsten verwendete und wichtigste mineralische Lichtschutzstoff.
  • Es wird unterschieden zwischen grobteiligem Material (Pigment) und feinteiligem Material (Mikropigment).
  • Bei den Mikropigmenten liegt die mittlere Primärteilchengröße in der Regel deutlich unter 200 nm, meist im Bereich von 10 bis 100 nm, in der Regel unter 50 nm.
  • Das grobteilige Pigment (200 bis 500 nm) absorbiert bzw. reflektiert breit und relativ gleichbleibend über den gesamten UV-Bereich und den Bereich des sichtbaren Lichtes während das feinteilige Material eine deutliche Wirkungserhöhung im UV-Bereich bei gleichzeitigem Wirkungsverlust im langwelligen UV-A und insbesondere im sichtbaren Bereich zeigt. Da nur noch wenig sichtbares Licht reflektiert wird, sind Präparate auf dieser Wirkstoffbasis daher weitgehend transparent.
  • Die Primärpartikel des mikrofeinen Titandioxids liegen in der Regel im trockenen Pigmentpulver nicht in isolierter Form vor, sondern bilden Aggregate und Agglomerate.
  • Als Primärpartikel bezeichnet man die kleinsten Teilchen, die bei der Herstellung der Pigmente anfallen. Primärteilchen können in Form einzelner Kristallite oder aber in Form mehrerer dicht über Flächen miteinander verwachsener Kristallite vorliegen. Als Aggregate bezeichnet man Teilchen, die sich aus mehreren Primärteilchen zusammensetzen, wobei die Primärteilchen flächig miteinander verwachsen sind. Unter einem Agglomerat versteht man einen Verband von Primärteilchen oder Aggregaten, die über anziehende Kräfte, wie z. B. Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden.
  • Agglomerate sind in jedem Pigmentpulver enthalten, in kosmetisch transparenten Formulierungen jedoch unerwünscht, da sie als Partikel auf der Haut oft bereits mit dem bloßen Auge zu erkennen sind, die Transparenz als auch die UV-Schutzwirkung eines Sonnenschutzmittels mindern und sich bei Lagerung absetzen. Sie müssen daher weitgehend wieder zerkleinert werden.
  • Den gesamten Prozess des Einbringens, Zerteilens und gleichmäßigen Verteilens von Feststoffen in einer flüssigen Phase bezeichnet man als Dispergieren.
  • Mit abnehmender Primärteilchengröße steigt die spezifische Oberfläche und damit die aktive Fläche zur Bildung von Aggregaten und Agglomeraten, sowie für Adsorptionsvorgänge, wodurch die Stabilität von Emulsionen gefährdet werden kann.
  • Das Zerteilen der Agglomerate und Benetzen der neugeschaffenen Oberflächen ist nur mit Hilfe hoher Scherkräfte möglich und geschieht in der Praxis in einer Vielzahl von verschiedenen Spezialmaschinen, wie insbesondere Dissolvern und Kugelmühlen.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass mit wachsender Feinteiligkeit der Partikel die Dispergierprobleme zunehmen, so dass der Dispergierprozess insgesamt einen der aufwendigsten Teilschritte bei der Herstellung von kosmetischen Formulierungen darstellt.
  • Die Forderungen der Praxis gehen daher dahin, den aufwendigsten Teil der Dispergierung – die Zerteilung der Agglomerate – von der Herstellung der eigentlichen kosmetischen Formulierungen zu trennen und stabile wässrige Dispersionen mit möglichst hohem Gehalt an mikrofeinem TiO2 bereitzustellen, welche vorzugsweise niedrigviskos oder zumindest noch pumpbar oder fließfähig sind.
  • Es wurde daher eine Vielzahl von Vorschlägen gemacht, die dieses Problem lösen sollten.
  • Die GB-A-2 206 339 beschreibt Dispersionen von Titandioxidpartikeln einer Partikelgröße von 0,01 bis 0,15 μm in organischen Ölen und Dispergierhilfsmitteln auf Basis von Polyestern, Salzen von Hydroxycarbonsäuren und/oder hydroxylgruppenfreien C6-C22-Fettsäuren oder deren Salzen und deren Verwendung als Sonnenschutzmittel.
  • So wird in der WO-A-90/06103 vorgeschlagen, die Verklumpungsneigung (Tendenz zur Reagglomeration von Titandioxidpartikeln mit Korngrößen < 100 nm durch Überzüge aus Phospholipiden zu reduzieren.
  • Die DE-A-39 41 543 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung wässriger Dispersionen von nadelförmigem feinteiligem Titandioxid, welches gegebenenfalls mit wasserhaltigen Metalloxiden überzogen ist, durch Vermahlen der Titandioxidpartikel in Gegenwart einer Polycarbonsäure oder deren Salz als Dispersionsmittel und die Verwendung als Sonnenschutzmittel.
  • Diese Dispersionen weisen zwar tendenzielle Verbesserungen auf, haben aber immer noch den Nachteil, dass die wässrigen Dispersionen nicht ausreichend hohe Gehalte an mikrofeinem TiO2 enthalten und/oder bei Lagerung sedimentieren.
  • Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass sie in dem für kosmetische Formulierungen besonders bevorzugten pH-Bereich von ca. 5 bis 7 (pH-Wert der Hautoberfläche) nicht stabil sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, die bestehenden Nachteile zu überwinden und stabile, hochkonzentrierte wässrige Dispersionen von mikrofeinen Titandioxidpartikeln, insbesondere mikrofeinem amorphem Titandioxid, mit vergleichsweise niedrigen Viskositäten herzustellen, welche auch im physiologisch günstigen pH-Bereich stabil sind und mit denen ein zusätzlicher Dispergierschritt bei der Herstellung von z.B. kosmetischen Zubereitungen nicht mehr notwendig ist.
  • Diese Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von amorphem Titandioxid mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 10 bis 500 nm, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens ein Titantetraalkoholat der allgemeinen Formel Ti(OR)4 mit R = C1- bis C6-Alkyl in der wässrigen Dispersion hydrolysiert.
  • Bei dem Titantetraalkoholat handelt es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt um Titantetraethylat oder um Titantetraisopropylat, besonders bevorzugt um Titantetraethylat. Es können aber auch Mischungen mehrerer Titantetraalkoholate, beispielsweise Titantetraethylat und Titantetraisopropylat hydrolysiert werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse in Gegenwart mindestens eines basischen Amins erfolgt.
  • Als basische Amine kommen generell primäre, sekundäre und tertiäre Amine in Frage. Als Beispiele zu nennen sind u.a. Diethylamin, Triethylamin, n-Propylamin oder Tri-n-propylamin, bevorzugt Alkoholamine wie Ethanolamin, Diethanolamin oder Triethanolamin, insbesondere Triethanolamin.
  • Die Hydrolyse wird in der Regel bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 95°C, bevorzugt im Bereich von 30 bis 90°C, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 85°C durchgeführt.
  • Der pH-Wert liegt im Bereich von 4 bis 10, bevorzugt im Bereich von 5 bis 9.
  • Die amorphen Titandioxidpartikel weisen eine Teilchengröße von 10 bis 500 nm, bevorzugt 50 bis 400 nm, besonders bevorzugt 100 bis 300 nm auf. Die Teilchengröße der Titandioxidpartikel wurde mittels Laserbeugung bestimmt (Methode bitte noch näher definieren).
  • Es ist erfindungsgemäß besonders vorteilhaft Titantetraalkoholate in einer Menge von 0,1 bis 10, bevorzugt von 0,5 bis 8 Gewichts-%, besonders bevorzugt von 1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion einzusetzen.
  • Gegenstand der Erfindung sind ebenfalls wässrige Dispersion von amorphem Titandioxid mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 10 bis 500 nm, erhältlich nach dem eingangs genannten Verfahren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Dispersion um eine Emulsion, besonders bevorzugt um eine Wasser-in-Öl-, Öl-in-Wasser- oder um eine Öl-in-Wasser-in-Öl-Emulsion.
  • Hinsichtlich des Gehaltes an amorphem Titandioxid und der Partikelgröße in der Dispersion sei auf die eingangs gemachten Erläuterungen hingewiesen.
  • Die oben genannten wässrigen Dispersionen eignen sich insbesondere zur Herstellung kosmetischer oder dermatologischer Zubereitungen. Dabei konnte gezeigt werden, dass das in den wässrigen Dispersionen vorliegende amorphe Titandioxid trotz fehlender Umhüllung (z.B. ein Silikoncoating) eine stark reduzierte photokatalytische Aktivität aufweist.
  • Als Emulgatoren können nichtionogene Tenside, zwitterionische Tenside, ampholytische Tenside oder anionische Emulgatoren verwendet werden. Die Emulgatoren können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Mengen von 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5, Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthalten sein.
  • Typische Beispiele für nichtionogene Tenside sind Fettalkoholpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, gegebenenfalls partiell oxidierte Alk(en)yloligoglykoside bzw. Glucoronsäurederivate, Fettsäure-N-alkylglucamide, Proteinhydrolysate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.
  • Weiterhin können als Emulgatoren zwitterionische Tenside verwendet werden. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Carboxylat- oder eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosalkyldimethyl-ammoniumglycinat, N-Acylamino-propyl-N,N dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyldimethylammonium-glycinat, und 2-Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethyl-carboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat.
  • Ebenfalls geeignete Emulgatoren sind ampholytische Tenside. Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer C8,18-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylamino-buttersäuren, N Alkyliminodipropionsäuren, N-Hydroxyethyl-N-alkylamido-propylglycine, N-Alkyltaurine, N Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe.
  • Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkyl-aminopropionat, Kokosacylaminoethylaminopropionat und das C12/18-Acylsarcosin. Neben den ampholy tischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäuretriethanolaminester-Salze, besonders bevorzugt sind. Des weiteren können als anionische Emulgatoren Alkylethersulfate, Monoglyceridsulfate, Fettsäuresulfate, Sulfosuccinate und/oder Ethercarbonsäuren eingesetzt werden.
  • Typische Beispiele für anionische Tenside sind Seifen, Alkylbenzblsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Fettsäureamid-(ether)sulfate, Mono- und Dialkyl-sulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, N-Acylaminosäuren, wie beispielsweise Acyllactylate, Acyltartrate, Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis) und Alkyl(ether)phosphate.
  • Als Ölkörper kommen Guerbetalkohole auf Basis von Fettalkoholen mit 6 bis 18, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen, Ester von linearen C6-C22-Fettsäuren mit linearen C6-C22-Fettalkoholen, Ester von verzweigten C6-C13-Carbonsäuren mit linearen C6-C22-Fettalkoholen, Ester von linearen C6-C22-Fettsäuren mit verzweigten Alkoholen, insbesondere 2-Ethylhexanol, Ester von linearen und/oder verzweigten Fettsäuren mit mehrwertigen Alkoholen (wie z.B. Propylenglycol, Dimerdiol oder Trimertriol) und/oder Guerbetalkoholen, Triglyceride auf Basis C6-C10-Fettsäuren, flüssige Mono-/Di-, Triglyceridmischungen auf Basis von C6-C18-Fettsäuren, Ester von C6-C22-Fettalkoholen und/oder Guerbetalkoholen mit aromatischen Carbonsäuren, insbesondere Benzoesäure, Ester von C2-C12-Dicarbonsäuren mit linearen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder Polyolen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen, pflanzliche Öle, verzweigte primäre Alkohole, substituierte Cyclohexane, lineare C6-C22-Fettalkoholcarbonate, Guerbetcarbonate, Ester der Benzoesäure mit linearen und/oder verzweigten C6-C22-Alkoholen (z.B. Finsolv® TN), Dialkylether, Ringöffnungsprodukte von epoxidierten Fettsäureestern mit Polyolen, Siliconöle und/oder aliphatische bzw. naphthenische Kohlenwasserstoffe in Betracht. Als Ölkörper können ferner auch Siliconverbindungen eingesetzt werden, beispielsweise Dimethylpolysiloxane, Methylphenylpolysiloxane, cyclische Silicone sowie amino-, fettsäure-, alkohol-, polyether-, epoxy-, fluor-, alkyl- und/oder glykosidmodifizierte Siliconverbindungen, die bei Raumtemperatur sowohl flüssig als auch harzförmig vorliegen können. Die Ölkörper können in den erfindungsgemäßen Mitteln in Mengen von 1 bis 90, vorzugsweise 5 bis 80, und insbesondere 10 bis 50 Gew.-%; bezogen auf die Zusammensetzung enthalten sein.
  • Zur Einstellung der gewünschten Viskosität können die erfindungsgemäßen Dispersionen mit Verdickungsmitteln versetzt werden, z. B. mit Gelatine, Pflanzengumme wie Agar-Agar, Guar-Gum, Alginate, Xanthan-Gum, Gummiarabicum, Karaya-Gummi oder Johannisbrotkernmehl, natürliche und synthetische Tone und Schichtsilikate, z. B. Bentonit, Hectorit, Montmorillonit oder Laponite®, vollsynthetische Hydrokolloide wie z.B. Polyvinylalkohol, und außerdem Ca-, Mg- oder Zn-Seifen von Fettsäuren,
  • Obwohl es möglich ist, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Titandioxidoxidpartikel ein Sonnenschutzmittel zu schaffen, das gute UV Absorptionseigenschaften ohne weitere UV-Filtersubstanzen erreicht, kann es im Einzelfall gewünscht sein, dem kosmetischen Mittel bzw. dem Sonnenschutzmittel weitere UV-Filtersubstanzen zuzusetzen. Dies kann z.B. dann erforderlich sein, wenn ein besonderer Schwerpunkt bei der Filterleistung gelegt werden soll. Der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können ein oder mehrere weitere UV-Lichtschutzfilter zugesetzt werden.
  • Im Falle der löslichen Verbindungen sind unter UV-Lichtschutzfiltern organische Substanzen zu verstehen, die in der Lage sind, ultraviolette Strahlen zu absorbieren und die aufgenommene Energie in Form längerwelliger Strahlung, z.B. Wärme, wieder abzugeben. Die organischen Substanzen können öllöslich oder wasserlöslich sein.
  • Als öllösliche UV-B-Filter können z.B. folgende Substanzen verwendet werden:
    3-Benzylidencampher und dessen Derivate, z.B. 3-(4-Methylbentyliden)campher;
    4-Aminobenzoesäurederivate, vorzugsweise 4-(Dimethylamino)benzoesäure-2-ethylhexylester, 4-(Dimethylamino)benzoesäure-2-octylesten und 4-(Dimethylamino)benzoesäureamylester;
    Ester der Zimtsäure, vorzugsweise 4-Methoxyzimtsäure-2-ethylhexylesten, 4 Methoxyzimtsäurepropylester, 4-Methoxyzimtsäureisoamylester, 4 Methdxyzimtsäureisopentylester, 2-Cyano-3-phenyl-zimtsäure-2-ethylhexylester (Octocrylene);
    Ester der Salicylsäure, vorzugsweise Salicylsäure-2-ethylhexylester, Salicylsäure-4 isopnopylbenzylester, Salicylsäurehomomenthylester;
    Derivate des Benzophenons, vorzugsweise 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon;
    Ester der Benzalmalonsäure, vorzugsweise 4-Methoxybenzmalgnsäuredi-2-ethylhexylesten;
    Triazinderivate, wie z.B. 2,4,6-Tnianilino-(p-carbo-2'-ethyl-1''-hexyloxy)-1,3,5-triazin (Octyltriazone) und Dioctyl Butamido Triazon (Uvasorb® HEB).
  • Propan-1,3-dione, wie z.B. 1-(4-tert. Butylphenyl)-3-(4'-methoxyphenyl)propan-1,3-dion.
  • Als wasserlösliche Substanzen kommen in Frage:
    2-Phenylbenzimidazol-5-sulfonsäure und deren Alkali-, Erdalkali-, Ammonium-, Alkylammonium-, Alkanolammonium- und Glucammoniumsalze;
    Sulfonsäurederivate von Benzophenonen, vorzugsweise 2-Hydrgxy-4-methoxybenzophenon-5-sulfonsäure und ihre Salze;
    Sulfonsäurederivate des 3-Benzylidencamphers, wie z.B. 4-(2-Oxo-3-bornylidenmethyl)benzolsulfonsäure und 2-Methyl-5-(2-oxo-3-bornyliden)sulfonsäure und deren Salze.
  • Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Estern der Zimtsäure, vorzugsweise 4-Methoxyzimtsäure-2-ethylhexylester, 4-Methoxyzimtsäureisopentylester, 2-Cyano-3-phenyl-zimtsäure-2-ethylhexylester (Octocrylene).
  • Des weiteren ist die Verwendung von Derivaten des Benzophenons, insbesondere 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon sowie der Einsatz von Propan-1,3-dionen, wie z.B. 1-(4-tert. Butylphenyl)-3-(4-'methoxyphenyl)propan-1,3-dion bevorzugt.
  • Als typische UV-A-Filter kommen in Frage:
    Derivate des Benzoylmethans, wie beispielsweise 1-(4'-tert.Butylphenyl)-3-(4'-methoxyphenyl)propan-1,3-dion, 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan oder 1-Phenyl-3-(4'-isopropylphenyl)-propan-1,3-dion;
    Amino-hydroxy-substituierte Derivate von Benzophenonen wie z.B. N,N-Diethylaminohydroxybenzoyl-n-hexylbenzoat.
  • Die UV-A und UV-B-Filter können selbstverständlich auch in Mischungen eingesetzt werden.
  • Als weitere Lichtschutzfilter können aber auch andere unlösliche Pigmente, z.B. feindisperse Metalloxide bzw. Salze wie beispielsweise Zinkoxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Ceroxid, Zirkoniumoxid, Silicate (Talk), Bariumsulfat und Zinkstearat verwendet werden. Die Partikel sollten dabei einen mittleren Durchmesser von weniger als 100 nm, vorzugsweise zwischen 5 und 50 nm und insbesondere zwischen 15 und 30 nm aufweisen.
  • Neben den beiden vorgenannten Gruppen primärer Lichtschutzstoffe können auch sekundäre Lichtschutzmittel vom Typ der Antioxidantien eingesetzt werden, die die photochemische Reaktionskette unterbrechen, welche ausgelöst wird, wenn UV-Strahlung in die Haut eindringt. Typische Beispiele hierfür sind Superoxid-Dismutase, Tocopherole (Vitamin E) und Ascorbinsäure (Vitamin C).
  • Der Gesamtanteil der Lichtschutzmittel in dem erfindungsgemäßen Sonnenschutzmittel liegt üblicherweise bei 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung als solche kann 1 bis 95 vorzugsweise 5 bis 80, und insbesondere 10 bis 60 Gew.-% Wasser enthalten.
  • Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße kosmetische Mittel als Sonnenschutzmittel verwendet. Die daraus resultierenden Vorteile wurden bereits eingehend erläutert.
  • Der Einsatz der erfindungsgemäßen Titandioxiddispersionen ist insbesondere ebenfalls möglich in Haarkosmetika wie Conditioner, Spülungen, Haargel etc.. Insbesondere leave-on Produkte, die nach erfolgter Applikation auf dem Haar bzw. der Kopfhaut verbleiben sind besonders gut geeignet. Das so auf die Kopfhaut und das Haar aufgetragene Titandioxid kann somit auch dort als UV Schutzmittel wirken bzw. auf der Kopfhaut seine hautberuhigende Wirkung entfalten.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen kosmetischen Mittels wird das kosmetische Mittel auf die Oberfläche des zu behandelnden bzw. zu schützenden Körpers also topisch aufgetragen. Diese Applikationsform ist besonders vorteilhaft, da sie einfach zu handhaben ist, so dass Fehldosierungen weitestgehend ausgeschlossen sind. Ferner lässt sich ein zusätzlicher pflegender Effekt für die Haut erreichen. Falls nur einzelne Körperteile der Sonnenstrahlung ausgesetzt werden, kann das Sonnenschutzmittel außerdem nur gezielt auf diese Körperteile aufgetragen werden.
  • Anhand der folgenden Beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Beispiel 1
  • In einem Becherglas wurde eine Mischung aus 2 g Cremophor® A6 (Fa. BASF AG), 2 g Cremophor® A25 (Fa. BASF AG), 4 g Cetylstearylalkohol, 6 g Glycerylstearat, 10 g Cetearyloctanoat und 6 g Paraffinöl im Wasserbad bei 70°C aufgeschmolzen und mit 57 g Tetraethylortotitanat versetzt (Mischung 1). Mischung 1 wurde innerhalb von 30 Minuten zu einer auf 70°C erwärmten Mischung 2 aus 170 g Wasser und 10 g Triethanolamin dosiert. Während der Zugabe wurde die Emulsion hompgenisiert. Der pH-Wert der Emulsion sank von 9,0 auf 7,8. Anschließend wurde die gebildete Creme mit weiteren 15 g Wasser versetzt, homogenisiert und auf Raumtemperatur abgekühlt. Der pH-Wert betrug 8,9. Der Titangehalt der Zubereitung lag bei 4,9 Gew.-%.. Mittels Röntgen-Pulverdiffraktometrie konnte gezeigt werden, dass das in der Emulsion gebildete Titandioxid amorph vorliegt. Die mittlere Partikelgröße der Titandioxid-Teilchen lag bei 300 nm.
  • Beispiel 2
  • In einem Becherglas wurde eine Mischung aus 2 g Cremophor® A6 (Fa. BASF AG), 2 g Cremophor® A25 (Fa. BASF AG), 4 g Cetylstearylalkohol, 6 g Glycerylstearat, 10 g Cetearyloctanoat und 6 g Paraffinöl im Wasserbad bei 70°C aufgeschmolzen und mit 114 g Tetraethylortotitanat versetzt (Mischung 1). Mischung 1 wurde innerhalb von 90 Minuten zu einer auf 70°C erwärmten Mischung 2 aus 170 g Wasser und 10 g Triethanolamin dosiert. Während der Zugabe wurde die Emulsion homogenisiert. Der pH-Wert der Emulsion sank von 8,7 auf 6,4. Nach 1 Stunde wurden weiter 40 g Wasser zugegeben. Anschließend wurde die gebildete Creme mit weiteren 15 g Wasser versetzt, homogenisiert und auf Raumtemperatur abgekühlt. Der pH-Wert betrug 7. Der Titangehalt der Zubereitung lag bei 9,8 Gew.-%.. Mittels Röntgen-Pulverdiffraktometrie konnte gezeigt werden, dass das in der Emulsion gebildete Titandioxid amorph vorliegt. Die mittlere Partikelgröße der Titandioxid-Teilchen lag bei 120 nm. Viskosität (Brookfield DV-II): 87000 mPas.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von amorphem Titandioxid mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 10 bis 500 nm, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens ein Titantetraalkoholat der allgemeinen Formel Ti(OR)4 mit R = C1- bis C6-Alkyl in der wässrigen Dispersion hydrolysiert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Titantetraalkoholat um Titantetraethylat oder Titantetraisopropylat handelt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse in Gegenwart mindestens eines basischen Amins erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse bei Temperaturen im Bereich von 20 bis 95°C durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der wässrigen Dispersion um eine Emulsion handelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Emulsion um eine Wasser-in-Öl-, Öl-in-Wasser- oder um eine Öl-in-Wasser-in-Öl-Emulsion handelt.
  7. Wässrige Dispersion von amorphem Titandioxid mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 10 bis 500 nm, erhältlich nach einem Verfahren, definiert gemäß Anspruch 1.
  8. Wässrige Dispersion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Emulsion handelt.
  9. Wässrige Dispersion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Wasser-in-Öl-, Öl-in-Wasser- oder um eine Öl-in-Wasser-in-Öl-Emulsion handelt.
  10. Wässrige Dispersion nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit einem Gehalt an amorphem Titandioxid von 0,1 bis 10 Gew.-%.
  11. Wässrige Dispersion nach einem der Ansprüche 7 bis 10, enthaltend ein amorphes Titandioxid mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 10 bis 500 nm.
  12. Verwendung der wässrigen Dispersion, definiert gemäß Anspruch 7, zur Herstellung kosmetischer oder dermatologischer Zubereitungen.
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