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Druckpackung für kosmetische Emulsionen und Verfahren zur Ab-
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füllung derartiger Druckpackungen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Druckpackung für kosmetische Emulsionen mit einem formsteifen, mit Treibmittel gefüllten
Behälter und einem in diesem angeordneten, den Vorrat an kosmetischer Emulsion mit
dem Außenraum abschließbar verbindenden Ventil, sowie auf ein Verfahren zur Abfüllung
von kosmetischen Emulsionen in eine derartige Druckpackung.
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Bei der bekannten Druckpackung (siehe z.B. LUEGER, Lexikon der Technik,
4. Aufl., Stichwort Aerosol-Packung) sind der Vorrat an kosmetischer Emulsion und
das Treibmittel (insbesondere ein Fluor-Kohlen-Wasserstoff) im Behälter übereinandergeschichtet.
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Das Ventil hat einen Schlauchansatz, der in den Haum hineinragt, in
dem sich das Produkt, also die kosmetische Emulsion, befindet.
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Wird das Ventil betätigt, drückt das Treibmittel die Emulsion durch
den Schlauchansatz, durch das Ventil una durch die Austrittsöffnung in der Ventilkappe
der Druckpackung. Dabei tritt gleichzeitig, insbesondere wenn der Vorrat an kosmetischer
Emulsion nahezu erschöpft ist, Treibmittel nach außen. Diese Treibmittel belasten
die Umwelt, sie wirken auf die Ozon-Schicht ein. Leere, aber noch nicht vollständig
entleerte Druckpackungen dieser Art können bei Wärmezufuhr explodieren.
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Weiterhin ist die Langzeitstabilität, insbesondere die Lagerstabilität
kosmetischer Emulsionen in Druckpackungen der eingangs genannten Art nicht ausreichend.
Emulsionen sind bekanntlich thermodynamisch instabile Systeme, die die Neigung haben,
sich in ihre Grundbestandteile zu trennen. Aber auch andere Einflüsse wirken sich
negativ auf die Stabilität von kosmetischen Emulsionen aus, insbesondere sind dies
zwei Effekte, einerseits bakterielle Kontamination und andererseits autoxadative
Veränderungen.
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Kosmetische Emulsionen enthalten neben den drei wichtigsten Komponenten
aller Emulsionen, nämlich Ö1, Wasser und Emulgator, je nach Wirkungsziel verschiedene
Zusätze, die als ausgesprochene Nährböden für Bakterien angesehen werden musseil.
Hierzu zählen z.B. Eiweißkörper wie Collagen, Elastin, Aminosäuren, aber auch Feuchthaltestoffe
wie z.B. Sorbit, Glyzerin, Pflanzenextrakte mit ihren Schleimstoffen usw..
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Es ist deshalb unbedingt notwendig, kosmetische Emulsionen ausreichend
zu konservieren, um mit dem Produkt in Berührung kommende Bakterien abzutöten und
somit am ungehemmten Wachstum zu hindern. Ein solches Bakterienwachstum führt dazu,
daß die kosmetische Emulsion sich verändert und nicht mehr verwendungsfähig ist.
Die durch die Bakterien entstandenen Zersetzungsprodukte können Hautreizung und
im Extremfalle Hautkrankheiten hervorrufen.
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Die in Druckpackungen der eingangs genannten Art eingefüllten kosmetischen
Emulsionen sind konserviert, insbesondere durch Konservierungsmittelgemische, um
Resistenzen bei einzelnen Bakterienstämmen zu umgehen.
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Auch die autoxydativen Veränderungen müssen verhindert werden.
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Insbesondere die teuereren und wertvolleren Präparate, die einen hohen
Anteil ungesättigter Fettkomponenten haben, neigen zur Autoxydation. Bei Aufnahme
von Sauerstoff bilden sich Peroxyde bzw. Hydroperoxyde. Diese können zu sehr starken
Hautreizungen führen. Sehr oft aber auch führen diese Peroxyde im Laufe der weiteren
Lagerung zu anderen chemischen Veränderungen, die bis zu einem deutlichen Absinken
des pH-Wertes führen, was wiederum die Stabilität der Emulsion beeinflußt. Darüber
hinaus führt die Autoxydation im Regelfalle zu einer starken geruchlichen Veränderung,
die als unangenehm bezeichnet werden kann.
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Da die Druckpackung abgeschlossen ist und unter Überdruck steht, kann
Luftsauerstoff nicht an die im Behälter befindliche Emulsion gelangen. Bei den üblichen
Abfülltechniken
ist jedoch nicht auszuschließen, daß Luftsauerstoff
beim Abfüllvorgang aufgenommen oder mitgenommen wird. Weiterhin befindet sich Sauerstoff
an den Wänden des Behälters, im Treibmittel usw.. Zur Verhinderung von Autoxydation
werden kosmetische Emulsionen, bevor sie in Druckpackungen eingefüllt werden, mit
sogenannten Antioxydantien stabilisiert.
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Kosmetische Emulsionen, die zur Hautpflege verwendet werden, enthalten
demnach außer den eigentlichen pflegenden Komponenten und Wirkstoffen Zusätze, die
nur der Verbesserung der technischen Stabilität dienen. Wenn auch diese Zusätze
die weiter oben angeführten negativen Effekte verhindern können, so hat sich doch
gezeigt, datS diese Zusatzstoffe ihrerseits bei manchen Verbrauchern auch wieder
zu Hautreaktionen führen können.
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Besonders bekannt geworden ist die Allergie gegen p-IIydroxybenzoesäureester.
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Kosmetische Emulsionen haben nach dem heutigen Stand der Technik generell
etwa folgende Zusammensetzung: Gemisch verschiedener Fette 30 % (z.B. Paraffinöl,
Maiskeimöl, Isopropylmyristat, Cetylalkohol) Verschiedene Wirkstoffe 3 - lo °h (z.B.
Collagen, Feuchthaltefaktoren, Pflanzenextrakte, DrUsenauszüge) Wasserphase 50 -
60 % (Wasser, Glyzerin, Propylenglykol, Sorbit) Parfum o,3 - o,5 .
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Aus Grtinden der weiter oben beschriebenen Stabilitätsprobleme kommen
zusätzlich noch hinzu: Konservierungsmittel ca. o,5 % (z.B. p-Hydroxybenzoesäureester,
Imidazoldinharnstoffderivate) Antioxydantien o,1 % (Butylhydroxyanisol, Butylhydroxytoluol-Tocopherol)
Wie aus der vorhergehenden Aufstellung ersichtlich, enthalten kosmetische Präparate
zu ca. o,6 % Zusätze, die nicht der kosmetischen Verwendung, sondern allein der
technischen Stabilität dienen. Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt,
Mittel und Wege zu finden, die es ermöglichen, auf diese unerwünschten Zusätze zu
verzichten. Leider hat keiner dieser Wege zu dem erstrebten Ziel geführt. Auch die
Herstellung der Produkte nach den GMP-Richtlinien (Good Manufacturing Production)
haben es zwar ermöglicht, sterile Produkte herzustellen, jedoch erwies es sich immer
wieder, daß nach relativ kurzer Lagerung, spätestens aber beim Anbruch der Packung,
sowohl eine bakterielle Kontamination als auch die Einwirkung von Luftsauerstoff
mit allen beschriebenen nachteiligen Folgen nicht zu verhindern war.
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Schlielich haben die bekannten Druckpackungen Nachteile, wenn der
Vorrat an kosmetischer Emulsion zur Neige geht. Insbesondere bei ungeschickter Handhabung
tritt viel Treibgas und wenig Emulsion aus, ein Benutzer kann nicht mit Sicherheit
feststellen, ob die Packung wirklich leer ist. Entscheidend ist dabei auch, ob das
freie Ende des mit dem Ventil verbundenen Schlauchs in einen Raum ragt, in dem sich
noch Produkt befindet. Je nach Neigungsstellung der Druckpackung wird daher noch
Emulsion gefördert oder es tritt lediglich Treibgas aus.
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Autgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Druckpackung
für kosmetische Emulsionen sowie des bekannten Abfullvertahrens zu vermeiden und
eine Druckpackung für Emulsionen zu schaffen, bei deren Anwendung auch nach langer
Lagerzeit Hautreaktionen nicht auftreten, sowie ein Verfahren zum Abfüllen derartiger
Druckpackungen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird für eine Druckpackung dadurch gelöst, da in den
Behälter ein den Vorrat kosmetischer Emulsion aufnehmender Produktbeutel hineinragt,
auf dessen Außenwand der Treibmitteldruck lastet (Zweikammer-Druckpackung) und (talk
die unmittelbar vor dem Einfüllen in den Produktbeutel sterilisierte Emulsion frei
von Stabilisationszusätzen ist.
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Bei dieser Druckpackung sind kosmetische Emulsionen und Treibmittel
voneinander getrennt, so daß Reaktionen zwischen den nicht immer hundertprozentig
reinen Treibmittel und der Emulsion ausgeschlossen sind, weiterhin ist die erfindungsgemäße
Packung umweltfreundlich, da das Treibmittel nicht nach auP<en austreten kann.
Der Leerzustand ist eindeutig erkennbar, er ist unabhängig von der Lage, in der
die Druckpackung gehalten wird, und weiterhin unabhängig von der Temperatur.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gelöst, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Innenwand des Produktbeutels, die Innenflächen des Ventils
und alle weiteren Oberflachen, mit denen die Emulsion in Berührung kommt, steril
sinc unci daß die Emulsion unmittelbar vor dem Einfüllen in den leeren Produktbeutel
sterilisiert und daß nach dem Einfüllen der Produktbeutel luftdicht abgeschlossen
wird.
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Die kosmetische Emulsion und alle Oberflächen, mit denen diese Emulsion
in Berührung kommt, sind also sorgfältig sterilisiert. Es hat sich überraschenderweise
gezeigt, daS, sich derartig steril behandelte Emulsionen in doppelwnntllgelr Druckpackungen
(barrier-pressure-pack) über sehr lange 7.eiträume gebrauchsfähig halten lassen,
ohne damit es notweiidig ist, der Emulsion Stabilisationszusätze zuzumischen.
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Die Emulsionen eignen sich auch für sehr empfindliche Haut, aufgrund
der stabilen Bedingungen und durch den Verzicht auf Stabilisationszusätze werden
unerwünscht bei Verbrauchern auftretende Hautreaktionen vermieden.
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Zweckmäßigerweise ist die Innenwand des Produktbeutels aus einem nicht
mit der Emulsion oder ihren Bestandteilen reagierenden Material gefertigt. Das Gleiche
gilt für die weiteren Oberflächen, mit denen die Emulsion in Berührung kommt. Alle
diese Oberflächen sind weiterhin aus einem Material gefertigt, das sich einfach
sterilisieren läßt, zum Beispiel eine möglichst glatte Oberfläche aufweist.
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Als Treibmittel wird ein inertes Gas verwendet. Da Treibmitteilraum
und Produktraum durch den Produktbeutel voneinander getrennt sind, ist es möglich,
auch weniger reines Treibmittel zu verwenden. Insbesondere wird ein inertes Gas
als Treibmittel bevorzugt, um jegliche Verunreinigung der Emulsion zum Beispiel
an porösen Stellen des Produktbeutels zu vermeiden.
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Die Verwendung einer Zweikammer-Druckpackung und der Einsatz eines
Gases, wie zum Beispiel Stickstoff, als Treibmittel ermöglichen es, einen Zutritt
von Luftsauerstoff durch das geöffnete Ventil unter allen praktisch vorkommenden
Bedingungen, also insbesondere auch bei tiefer Temperatur, zu vermeiden und eine
auf diese Weise eintretende Autoxydation auszuschließen.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben
und unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
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Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine Zweikammer-Druckpackung
mit einer abgeschraubten Verschlußkappe.
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Die gezeigte Zweikammer-Druckpackung hat einen im wesentlichen zylindrischen
Behälter 1, der oben durch einen Teller 2 dicht abgeschlossen ist. In diesem Teller
2 ist ein Ventil 3 angeordnet.
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Der äußere Rand des Tellers 3 umgreift den oberen Rand des Behälters
1 und legt damit zugleich einen Produktbeutel 4 fest, der aus einem flexiblen Material
gefertigt ist und dessen oberer, eingespannter Rand zugleich als Dichtung zwischen
dem Behälter 1 und dem Teller 2 dient. Der Produktbeutel 4 nimmt den Vorrat 5 an
kosmetischer Emulsion auf. Im gezeigten Beispiel ist der Produktbeutel 4 vollständig
mit kosmetischer Emulsion gefüllt.
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Zwischen der Außenwand des Produktbeutels 4 und der Innenwand des
Behälters 1 ist ein Druckmittelraum 6, der über einen Stopfen 7 verschlossen ist.
Der Druckmittelraum 6 ist mit Stickstoff bei einem Druck von mehreren bar gefüllt.
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Eine Verschließvorrichtung 8 mit Schraubkappe 9 ist in der Anmeldung
11Druckpackung" desselben Anmelders näher erläutert, auf diese Anmeldung wird zur
Abkürzung der Beschreibung verwiesen.
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Beispiel: Nach den Richtlinien der Good Manufacturing Production wird
eine Emulsion mit der oben beschriebenen Zusammensetzung hergestellt. Dieses sterile
Produkt wird unmittelbar nach seiner Herstellung in einem geschlossenen System zwischen
Prozessanlage und Verpackungsmaschine in die Zweikammer-Druckpackung eingefüllt.
Alle Oberflächen, mit denen die Emulsion in Berührung kommt, sind steril, ein Zutritt
von Luftsauerstoff ist nicht möglich.
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Beim Abfüllen ist der Stopfen 7 noch nicht eingesetzt, der Druckmittelraum
6 befindet sich also unter Normaldruck. Bei Einfüllen bläht sich der Produktbeutel
4 auf, auch hier wird vermieden, daß Luftsauerstoff eingeschlossen wird und mit
der Emulsion in Berührung kommt. Der aus Kunststoff gefertigte Produktbeutel wird
nach dem Einfüllen luft- und gasdicht verschlossen. In einem weiteren Arbeitsgang
wird in den Druckmitteilraum 6 ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff, zum Aufbau
eines Behälterinnendrucks aufgebracht. Durch Betätigung
des als
Dosenverschluß dienenden Ventils wird der Innendruck entlastet und damit Produkt
aus dem Kunststoffbeutel nach Nach außen gefördert und freigegeben. Loslassen des
Ventilknopfes schließt die Verpackungseinheit automatisch wieder luftdicht ab. Abgesehen
von diesem luftdichten Abschluß des Produktes sorgt auch der Innendruck dafür, daß
aufgrund der bestehenden Druckdifferenz zwischen Innendruck und äußerem Luftdruck
kein Luftsauerstoff nach innen gelangen kann.
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Aufgrund der geschilderten Kombination von steriler Herstellung und
Abfüllung mit speziellen oppelwandigen Druckbehältern ist es erstmalig möglich geworden,
kosmetische Produkte heryustellen, bei denen auf die Zugabe von Konservierungsmittetn
und Antioxydantien verzichtet werden kann.
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Bezugszeichenliste 1 Behälter 2 Teller Ventil 4 Produktbeutel 5 Vorrat
6 Druckmittelraum 7 Stopfen 8 Verschließvorrichtung 9 Schraubkappe
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