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"Emulsionen vom Typ Wasser-in-Öl und dafür geeignete
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Emulgatorkombinationen" Die Erfindung betrifft Emulsionen, und insbesondere
kosmetische Cremes, vom Typ Wasser-in-Öl, die als Emulgatorkomonente das Magnesiumsalz
einer verzweigten Carbonsäure enthalten.
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Cremes und Emulsionen vom Typ Wasser-in -Ul werden in der Kosmetik
und Pharmazie weithin als Hautpflegemittel und zur Applikation hautkosmetischer
und dermatolovischer Wirkstoffe eingesetzt. Auch Haarpflegemittel werden gelegentlich
als Wasser-in-Öl-Emulsionen formuliert.
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In der Eiußeren, kontinuierlichen Ölphase solcher Emulsionen befinden
sich die kosmetischen und dermatolonischen Ölkomponenten, Fettstoffe und/oder Wachse,
die Emulgatorkomponenten sowie die öllöslichen hautkosmetischen una/octer dermatologischen
wir];stoffe. In der inneren, diskontinuierlichen wässrigen Phase befinden sich,
gelöst in Wasser, Feuchthaltemittel wie Glycerin, wasserlösliche Salze, Ixonservierungsstoffe
wie z.B.
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p-Kydroxybenzoesäureester, sowie wasserlsliche hautkosmetische und/oder
dermatologische Wirkstoffe.
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Als Emulgatoren für die lIerstelluna von Wasser-in-öl-Emulsionen werden
eist Kombinationen aus nichtionischen Emulgatoren, 1:onsistenzgebenden wachsen und
verdickenden
Hilfsemulgatoren vom Typ der Metallseifen eingesetzt.
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Es ist auch bekannt, Magnesiumseifen, z.3. Magnesiumoleat und/oder
Magnesiumstearat als tmulgatorkomponente für diesen Zweck zu verwenden.
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Die Verwendung von Magnesiumstearat führt aber oft nicht zu einer
ausreichenden Verdickung der Ölphase und damit nicht zu einer ausreichenden Stabilisierung
der Emulsion.
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Man kann aies z.B. durch einen erhöhten Anteil an konsistenzgebenden
17achsen, z.B. an Bienenwachs oder an mikrokristallinen Wachsen ausgleichen, erhält
dabei aber Cremes mit schlechterer Verteilbarkeit und einem unbefriedigenden, salbig-wachsigen
Hautgefühl. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwenduna von Aluminiumstearat,
welches eine stärkere Verdickungswirkung aufweist. Aluminiumstearat hat aber den
Nachteil, daß wegen dessen Neigung zur Gelbildung in kosmetischen Ölen die Einarbeitung
in die ölphase bei hchen Teperaturen von 110 bis 140 °C erfolgen muß. Dies ist aber
wegen der Wärmeempfindlichkeit vieler Ölkomponenten und öllöslicher t-irkstoffe
mit Problemen verbunden.
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Es wurde gefunden, daß die beschriebenen Nachteile bei der Herstellung
von Cremes und Emulsionen vom Typ Wasser-in-Öl nicht auftreten, wenn als Emulgatorkomponente
das Magnesiumsalz einer α-monoverzweigten Carbonsäure der allgemeinen Formel
(R¹-CHR²-C00)2Mg, in der R¹ und R² unabhängig voneinander lineare Alkylgruppen mit
14 bis 22 C-Atomen sind, enthalten ist. Das Magnesiumsalz dieser α-monoverzweigten
Carbonsäuren läßt sich in kosmetischen ölen ohne Gelbildung, also Lei räßiCen Temperaturen
unter 100 °C Irlar lösen bzw. in der Fett-
schmelze homogen verteilen.
Trotzdem führt die Verwendung dieses Magnesiumsalzes zu einer starken Veraickung
der Creme oder Emulsion, die sogar die mit Aluminiumstearat erzielbare Verdickung
erheblich übertrifft. Dies ermöglicht eine Senkung des Gehalts an konsistenzgebenden
wachsartigen Komponenten und verbessert die Stabilität der Cremes gegenüber Lagerung
und Temperaturschwankungen. Die erfindungsgemäßen Cremes vom Typ Wasser-in-öl stellen
daher eine deutliche Verbesserung gegenüber den bisher bekannten, Metallseifen enthaltenden
W/O-Cremes und Emulsionen dar.
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Die Herstellung des Magnesiumsalzes der verzweigten Carbonsäure kann
nach bekannten Methoden erfolgen, z.B. durch Umsetzung der entsprechenden Ammonium-
oder Alkaliseifen mit Magnesiumsalzen oder durch Erhitzen der verzweigten Carbonsäuren
mit den Magnesiunsalzen flüchtiger organischer Carbonsäuren, z.B. mit Magnesiumacetat.
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Die α-monoverzweigten aliphatischen Carbonsäuren der allgemeinen
Formel R¹-CHR²-COOH und deren erstellung sind aus DE-OS 23 20 461 bekannt. Sie erden
aus den Alkalisalzen durch Ansäuren mit Mineralsäuren freigesetzt. Die Alkalisalze
werden durch oxidative Alkalischmelze aus entsprechenden -verzweigten aliphatischen
Alkoholen der Formel R1-CHR2-CH20H erhalten. Diese Alkohole werden durch die sogenannte
Guerbet-Reaktion (Dimerisation) aus linearen, endständigen Fettalkoholen mit 16
bis 22 C-Atomen hergestellt. Durch Guerbet-Dimerisation eines Gemisches aus Cetylalkohol
und Stearylalkohol wird z.B. ein Gemisch aus aus α-monoverzweigten Alkoholen
mit 32 bis 36 C-Atomen erhalten,
welches durch oxidative Alkalischmelze
in das Alkalisalz einer verzweigten Carbonsäure der Formel R1-CHR2-COOH überführt
wird, in der R1 und R2 lineare Alkylgruppen mit 14 bis 18 C-Atomen sind, Das Magnesiumsalz
dieser verzweigten Carbonsäure wird bevorzugt für die Herstellung der erfindungsgemäßen
Cremes und Emulsionen eingesetzt. Es ist in diesen Cremes und Emulsionen bevorzugt
in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent bezogen auf die ölphase enthalten.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Cremes und Emulsionen kann entweder
in der Weise erfolgen, daß die α-monoverzweigte Carbonsäure in der Ölphase
gelöst wird und in der wässrigen Phase ein wasserlösliches Magnesiumsalz in stöchiometrischer
Menge gelöst wird, so daß sich die Magnesiumseife beim Emulgieren der wässrigen
Phase in die Ölphase "in situ" bilden kann.
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Man kann aber auch das getrennt hergestellte Magnesiumsalz der α-monoverzweigten
Carbonsäure bei der Cremeherstellung in der ölphase bei Temperaturen unter 100 °C
auflösen und homogen verteilen.
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Bevorzugt wird aber eine Emulgator-Kombination, bestehend aus einer
wachsartigen Komponente, nichtionischen Wasser-in-Ol-Emulgatoren und einer Metallseife
hergestellt und diese dann bei der Herstellung der Wasser-in-Öl-Cremes und Emulsionen
der ölphase zugesetzt. Erfindungsgemäß soll als Metallseife das Magnesiumsalz einer
verzweigten Carbonsäure der allgemeinen Formel (R¹-CHR²)-COO)2 Mg, in der R und
R lineare Alkylgruppen mit 14 bis 22 C-Atomen sind, in einer Menge von 1 bis 10
Gewichtsprozent in der Emulgatorkombination enthalten sein.
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Als wachsartige Komponente eignen sich bevorzugt solche mit einem
Schmelzpunkt im Bereich von 45 bis 80 OC.
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Solche Wachskomponenten werden z.B. ausgewählt aus der Gruppe: Bienenwachs,
Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Walrat oder Walratersatzprodukte wie Cetylpalmitat
oder Fettsäure-Fettalkoholester mit 30 bis 36 C-Atomen.
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Als nichtionogene Wasser-in-öl-Emulgatoren eignen sich vor allem Ester
mehrwertiger Alkohole mit 3 bis 6 C-Atomen und mindestens 3 Hydroxylgruppen mit
1 bis 2 Mol linearen Fettsäuren mit 16 bis 18 C-Atomen. Beispiele für solche nichtionogenen
W/O-Emulgatoren sind Glycerinmonostearat, Glycerinmonooleat, Trimethylolpropanmonooleat,
Pentaerythritdioleat, Sorbitanmono/dioleat (Sorbitansesquioleat), Sorbitanmonostearat,
Glycerinmono/di-palmitat/stearat. Bevorzugt werden Fettsäurepartialglyceride und
Sorbitanmono-und-di-fettsäureester eingesetzt.
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Eine weitere Gruppe von nichtionogenen Wasser-in-Öl-Emulgatoren, die
sich zur Herstellung der erfindungsgemäßen Cremes und zur Herstellung von erfindungsgemäßen
Emulgatorkombinationen eignen, sind Mischester, die Kondensationsprodukte aus einem
Pentaerythrit-di-fettsäureester und einem Zitronensäure-di-fettalkoholester im Molverhältnis
1 : 1 darstellen. Solche Mischester sind aus DE-PS 11 65 574 bekannt.
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Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Cremes und Emulsionen vom
Typ Wasser-in-Öl eignet sich besonders gut eine Emulgatorkombination aus
10
- 40 Gewichtsprozent einer Wachskomponente mit einem Schmelzpunkt im Bereich von
45 - 80 OC.
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10 - 40 Gewichtsprozent eines nichtionogenen Wasser-in-Öl-Emulgators
aus der Gruppe der Ester mehrwertiger Alkohole mit 3 bis 6 C-Atomen und mindestens
3 Hydroxylgruppen mit 1 bis 2 Mol einer linearen Fettsäure mit 16 bis 18 C-Atomen.
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15 - 60 Gewichtsprozent eines Mischesters aus äquimolaren Mengen eines
Pentaerythrit-di-fettsäure (C12-C18)-esters und eines Zitronensäure-di-octadecylesters.
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1 - 10 Gewichtsprozent des Magnesiumsalzes einer verzweigten Carbonsäure
der allgemeinen Formel 1 2 2 (R1-CEIR2-C00)2Mg, in der R1 und R unabhängig voneinander
lineare Alkylgruppen mit 14 bis 18 C-Atomen sind.
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Die Komponenten der erfindungsgemäßen Emulgatorkombinationen lassen
sich leicht bei Temperaturen unter 100° C zusammen aufschmelzen und homogenisieren.
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Mit der erfindungsgemäßen Emulgatorkombination lassen sich stabile
Cremes und Emulsionen vom Typ Wasser-in-Öl auf einfache Weise herstellen. Die Ölphase
der Emulsion, bestehend aus den ölkomponenten, der Emulgatorkombination und gegebenenfalls
weiteren kosmetischen Fettkörpern und öllöslichen kosmetischen oder dermatologischen
Wirkstoffen, läßt sich bei Temperaturen von 60 bis 80 0C homogenisieren und mit
der auf 75 bis 85 OC erwärmten wässrigen Phase leicht in bekannter Weise emulgieren.
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Die Emulgatorkombination wird bevorzugt in Mengen von 10 bis 30 Gewichtsprozent
bezogen auf die ölphase eingesetzt. Die damit herstellbaren, erfindungsgemäßen Cremes
und Emulsionen vom Typ Wasser-in-Öl enthalten bevorzugt ca. 25 bis 75 Gewichtsprozent
Ölphase und 25 bis 75 Gewichtsprozent Wasser.
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Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher
erläutern ohne ihn hierauf zu beschränken.
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Beispiele 1. Herstellung des Magnesiumsalzes der verzweigten Carbonsäure
492,1 g eines Gemisches von i-monoverzweigten Carbonsäuren mit 32 bis 36 C-Atomen,
(hergestellt durch Guerbet-Dimerisierung von Cetyl-Stearylalkohol (1:1), oxidative
Alkalischmelze des C32 36-Guerbet-Alkohols und Isolierung der C32-36-Carbonsäure)
und 107,2 g Magnesiumacetat (tetrahydrat) wurden mit 300 ml Xylol in einem Dreihalskolben,
versehen mit Rückflußkühler, Wasserabscheider, Rührer und Thermometer so lange auf
Siedetemperatur erhitzt, bis sich kein Wasser mehr abschied. Danach wurde das Xylol
abdestilliert.
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Es verblieben ca. 500 g einer harten, gelben, bei 50°C schmelzenden
Masse mit folgenden Kennzahlen: Aschegehalt: 3,9 Gewichtsprozent freie Fettsäure:
5 Schmelzbereich: 30 - 50 °C Wassergehalt unter 1 Gewichtsprozent 2. Herstellung
eines W/O-Emulgators 30 Gewichtsprozent mikrokristallines lachs, Schmelzpunkt 72
°C 25 Gewichtsprozent Glycerinmonostearat (Cutina R GMS) 40 Gewichtsprozent Citronensäure-fettalkohol-Pentaerythrit-fettsäuremischester
gemäß DE-PS 11 65 574, Beispiel 1 5,0 Gewichtsprozent Magnesiumsalz nach Beispiel
1 Die komponenten wurden in der Schmelze bei 30 °C miteirander vermischt.
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3. Anwendungsbeispiele und Viskositätsvergleich: IT/O-Hautcremes
| Beispiel A 1 A 2 A 3 A 4 V 5 |
| ölphase |
| Emulgator Beispiel 2 8 8 8 10 - |
| Aluminiumstearat - - - - 8 |
| Decyloleat 8 8 7 10 8 |
| Mandelöl 15 5 12 7 15 |
| Vaseline, weiß 20 10 25 25 20 |
| Paraffinöl, dünnflüssig 5 - 12 10 5 |
| Mikrowachs, Schmelzpunkt - - 2 4 - |
| 72 0C |
| Wässrige Phase |
| Glycerin 3 3 3 3 3 |
| lgS04 . 7H2O 0,3 0,3 0, 0,3 0,3 |
| Wasser 40,7 65,7 30, 30,7 40,7 |
| x) |
| Viskosität bei 200C (Pas) |
| nach 24 Stunden 275 1725 462 425 100 |
| nach 7 Tagen 275 1325 350 375 50 |
| nach 6 Wochen 425 1400 237 412 137 |
| nach 8 Wochen 450 1250 312 412 175 |
| nach 12 Wochen 412 1212 312 400 212 |
Das Vergleichsbeispiel V 5 zeigt, daß die erfindungsgemäße Creme Beispiel A 1 eine
erheblich höhere Viskosität aufweist als bei Verwendung von Aluminiumstearat.
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x) Die Viskositatsmessung erfolgte mit der Drookfield-Rotationsviskosimeter
Typ RVF, Spindel 5.