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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen die Verpackung von Produkten,
die gelöstes
Gas enthalten, zum Aufbewahren und Abgeben. Insbesondere betrifft
die vorliegende Erfindung eine Anordnung von starren und flexiblen
Behältern,
die eine gelöste
Gaskonzentration in einem Produkt während seiner Verarbeitung,
Aufbewahrung und Abgabe aufrechterhalten.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Hautpflege-
und pharmazeutische Zusammensetzungen, die gelöste Gase enthalten, wie Sauerstoff
und Kohlendioxid, außer
gewöhnlichen
Treibmitteln, wurden in den letzten Jahren zum Mittelpunkt großen Interesses.
Beispielsweise wurde vorgeschlagen, dass aktuell angewendete sauerstoffhaltige
Formulierungen das Wachstum von Blutgefäßen und neuer Haut herbeiführen, den
Hautstoffwechsel verbessern, Hautalterung hemmen und die Haut vor schädlichen
Umweltwirkungen schützen
können (Oxynoid,
O. E. et al. Art. Cells, Blood Subs and Immob. Biotech., 1994, 22(4),
1331–1336).
Ebenso wird behauptet, dass aktuell angewendete kohlendioxidhaltige
Kosmetikzusammensetzungen die Blutzirkulation stimulieren, matt
aussehende Haut verbessern und dunkle Ringe unter den Augen und
ungleichmäßigen Hautton
vermindern (
US-Patent Nr. 6,228,378 ).
Folglich wurden eine Anzahl aktueller kosmetischer und therapeutischer
Zusammensetzungen, die gelöste
Gase enthalten, insbesondere Sauerstoff und Kohlendioxid, entwickelt.
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Beispielsweise
beschreibt
US-Pat. Nr. 4,366,169 die
Verwendung von Fluorkohlenstoffen (FCs) bei der Behandlung ischämischer
Wunden, wie jenen, die sich bei Verbrennungen, Schnitten, Abschürfungen
und Operationen ergeben (
US-Pat. Nr. 4,366,169 ).
US-Patent Nr. 5,885,564 lehrt
sauerstoffhaltige FC-Emulsionen, die verdauungsfördernde Behandlungsprodukte
aus Zellen von pflanzlichem Material oder Hefen beinhalten. Es wird
angenommen, dass die Synergie zwischen FCs und verdauungsfördernden
Behandlungen zu einem höheren Sauerstoffgehalt
in der Emulsion führt.
US-Patent Nr. 6,228,378 beschreibt
eine viskose kosmetische Zusammensetzung, die Kohlendioxidgas enthält.
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Gas
enthaltende Produkte sind typischerweise in unter Druck stehende
Behälter
hermetisch verpackt, um den Verlust des enthaltenen Gases nach außen zu vermeiden.
Abgabesysteme, die unter Druck stehende Behälter verwenden, sind wohlbekannt.
Bei solchen Systemen ist das abzugebende Produkt im Behälter bereitgestellt
und ist der Behälter mit
einem Anfangsdruck beaufschlagt. Wenn des Abgabeventil aktiviert
wird, führt
eine Druckdifferenz zwischen dem Innendruck des Spenders und dem Umgebungsdruck
zur Abgabe des Produkts aus dem Behälter (
US-Pat. Nr. Re.35,540 ). Wenn jedoch
das Produkt aus einem herkömmlichen
unter Druck stehenden Behälter
abgegeben wird, wird verdrängtes Flüssigkeitsvolumen
im Behälter
mit expandierendem Gas gefüllt
und nimmt der Behälterdruck
proportional in Übereinstimmung
mit dem Boyle-Mariotteschen Gesetz ab. Als Folge nimmt die Konzentration des
Gases im Verhältnis
zum Gesamtdruckverlust im Produktbehälter ab. Daher versagen herkömmliche unter
Druck stehende Behälter
dabei, die Gaskonzentration im Produkt aufrechtzuerhalten, das wiederkehrender
Abgabe unterworfen ist. Weil die meisten herkömmlichen unter Druck stehenden
oder Aerosoldosen gelöstes
flüchtiges
Gas nur als Treibmittel für
die Produktabgabe und nicht für
therapeutische Zwecke verwenden, ist diese Einschränkung im Allgemeinen
nicht problematisch. Die Aufrecherhaltung hohen Drucks im Produktbehälter während der Abgabe
würde vorteilhafterweise
einen hohen Pegel von gelöstem
Gas im Produkt über
seine gesamte Verwendung sicherstellen.
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Vor
kurzem schlug
US-Patent Nr. 6,228,378 das
Verpacken einer Zusammensetzung, die Kohlendioxid enthält, in einen
Behälter
mit dualem Aufbau, der einen äußeren Behälter und
einen inneren Beutel umfasst. Um eine hohe Konzentration des Kohlendioxidgases
in der kosmetischen Zusammensetzung zu erreichen, besteht der innere
Beutel aus gasdurchlässigem
Material und wird Kohlendioxid als Treibmittel verwendet. Das Patent
lehrt ein "altern" der kosmetischen
Zusammensetzung für
eine Woche bei Raumtemperatur, um dem Kohlendioxidgas zu gestatten,
um durch den inneren Beutel in die kosmetische Zusammensetzung einzuziehen,
um das wünschenswerte
Gaskonzentrationsniveau zu erhalten. Der "Alterungs" vorgang kann durch Erhitzen verkürzt werden.
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Dieser
Ansatz ist jedoch bei kosmetischen und therapeutischen Anwendungen
nicht praktisch. Typische kosmetische und therapeutische Anwendungen
erfordern häufiges,
z. B. tägliches,
Abgeben des Produkts. Folglich wäre
nicht ausreichend Zeit zwischen den Anwendungen, um das erforderliche "Altern" auszuführen. Auch
macht ein solches System das Aufrechterhalten einer konstanten Gaskonzentration
im Produkt schwierig, wenn nicht unmöglich. Der "Alterungs" vorgang wie beschrieben scheint auf
einfachem Diffusionstransport von Kohlendioxid über die durchlässige Membran
zu basieren. Dieser Vorgang ist sehr langsam und scheitert darin,
selbst annähernde
Kontrolle über
die Kohlendioxidniveaus im abgegebenen Produkt bereitzustellen.
Um eine konstante Gaskonzentration im Produkt bereitzustellen ist
eine sorgfältige
Messung der "Alterungszeit" und das Halten des
Produkts unter konstanten Umgebungsbedingungen zwischen den Anwendungen
erforderlich, was nicht immer praktisch ist. Weil die Gaskonzentration
bei einer solchen Maßnahme
proportional zum beaufschlagenden Gasruck außerhalb des durchlässigen Beutels
ist, nimmt ferner, wenn das Produkt abgegeben wird, sowohl der Gasdruck
als auch die Produktgaskonzentration ab.
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Daher
scheitern gegenwärtig
verfügbare Verfahren
zum Verpacken von Produkten, die gelöste Gase enthalten, dabei,
die Gaskonzentration im Produkt aufrechtzuerhalten, oder sie leiden
unter technischen Nachteilen, die ihre Verwendung bei kosmetischen
oder therapeutischen Produkten unpraktisch macht.
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US-B1-6 228 378 offenbart
eine kosmetische Zusammensetzung, die Kohlendioxidgas umfasst, wobei
die Viskosität
der kosmetischen Zusammensetzung 100 bis 500.000 mPa bei 25°C beträgt und die
Konzentration des Kohlendioxidgases in der kosmetischen Zusammensetzung,
das aus dem Behälter
ausgestoßen
wird, bei 60 ppm oder mehr für
15 Minuten nach dem Ausstoßen
gehalten wird. Die kosmetische Zusammensetzung hat die Fähigkeit,
Kohlendioxid darin zurückzuhalten,
kann eine die Blutzirkulation erleichternde Wirkung unterstützen, hat
die Wirkung, matt aussehende Haut, dunkle Ringe und ungleichmäßigen Hautton
verbessern, und gibt Benutzern ein angenehmes Gefühl bei Verwendung.
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Die
GB-A-6 223 378 offenbart
einen Spender mit einem zusammendrückbaren inneren Behälter in einem
starren Behälter,
der ein Fluid enthält,
um den inneren Behälter
zu umschließen,
der ein fließfähiges Produkt
und ein neutrales Gas enthält.
Der innere Behälter
gibt über
einen Sprühkopf
vom mechanischen Unterbrechungstyp ab. Der innere Behälter kann
einen Kolben umfassen.
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DE 100 54 819 A offenbart
eine Sprühdose, die
einen Dosenkörper
und ein daran angebrachtes Ventil umfasst, wodurch eine abzugebende
Substanz unter Druck im Dosenkörper
aufbewahrt wird. Gemäß der Erfindung
besteht die abzugebende Substanz aus einem mit Sauerstoff angereicherten
Trägermittel.
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GB-A-2 340 812 offenbart
einen Verpackungsbehälter,
um zu gestatten, dass ein kohlensäurehaltiges Getränk abgegeben
wird, ohne dass die verbleibende Flüssigkeit schal wird, umfassend eine
Kammer für
das Getränk,
die in der Größe verringert
wird, wenn das Getränk
abgegeben wird, vorzugsweise über
Hahn. Die Kammer kann durch Expansion einer unter Druck stehenden
Kammer in einem äußeren Behälter oder
ihn bildend zusammengefaltet werden.
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Die
WO 91/12196 A offenbart
einen Einweg-Getränkebehälter, umfassend
eine im Wesentlichen starre Flasche, die aus einem undurchlässigen leichten
Kunststoffmaterial besteht, einem ein abzugebendes Getränk enthaltenden,
leichten undurchlässigen
flexiblen Beutel, der sich in der Flasche befindet, wobei die Flasche
Einlassmittel zum wirksamen Verbinden bei Verwendung des zwischen
dem flexiblen Beutel und den Wänden
der Flasche definierten Bereich mit einer Quelle für ein unter
Druck stehendes Fluid, und Auslassmittel aufweist, die mit dem inneren
des flexiblen Beutels in Verbindung stehen, wobei bei Verwendung
das Getränk
unter dem Druck, der sich aus dem unter Druck stehenden Fluid im
Bereich zwischen dem Beutel und den Flaschenwänden ergibt, aus dem Beutel
durch die Auslassmittel gepresst wird.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Im
Hinblick auf die oben angemerkten Unzulänglichkeiten des Standes der
Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Halten und Abgeben eines Produkts mit darin gelöstem Gas
ohne Verringerung der Konzentration des gelösten Gases im Produkt bereitzustellen.
Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches, zuverlässiges und
kostengünstiges
Verfahren zum Verpacken eines Produkts mit einem darin gelösten Gas,
um eine Änderung
der Konzentration des im Produkt gelösten Gases während seiner
Lagerung bzw. Aufbewahrung und Abgabe zu verhindern.
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Diese
und weitere Aufgaben werden durch ein verpacktes Produkt mit gelöstem Gas
mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Verpacken
eines Produkts mit gelöstem
Gas mit den Merkmalen von Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein verpacktes Produkt mit gelöstem Gas bereitgestellt, umfassend
ein Produkt mit einer kosmetischen und therapeutischen Zusammensetzung,
die in sich ein gelöst
ein erstes Gas mit einem ersten Druck aufweist, wobei das erste
Gas Sauerstoff ist und eine Konzentration von wenigstens etwa 0,3
ml bei Standardtemperatur und -druck pro einem ml Produkt bei 1
Atmosphäre
aufweist; und eine Anordnung, die in der Lage ist, das Produkt mit
gelöstem
Gas zu halten und abzugeben, während
sie die Konzentration des ersten Gases während der Aufbewahrung und
Abgabe des Produkts beibehält.
Die Anordnung umfasst einen versiegelten starren äußeren Behälter, einen
flexiblen inneren Behälter,
der aus gasundurchlässigem
Material besteht und das Produkt mit gelöstem Gas hält, wobei das gasundurchlässige Material
eine Gasdurchlässigkeit
von 50 cc-mil/m2-24hr-atm oder weniger aufweist,
wobei der innere Behälter
hermetisch im Inneren des Außendurchmesser
angeordnet ist, wodurch ein Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter ausgebildet
ist und mit einem zweiten Gas mit einem anfänglichen beaufschlagenden Druck
bzw. Befülldruck
beaufschlagt bzw. befüllt
ist, der höher
als der erste Druck ist, wodurch der innere Behälter in der Lage ist, ein Produkt
zu halten, das eine Konzentration an Sauerstoff aufweist, die wenigstens
etwa 0,3 ml Sauerstoff bei Standardtemperatur und -druck pro ein
ml einer FC-Emulsion bei 1 Atmosphäre beträgt; und einen Produktspender
in Fluidverbindung mit dem im inneren Behälter enthaltenen Produkt.
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Typischerweise
wird der Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter mit dem Befüllgas zuerst
gefüllt.
Dann wird der innere Behälter mit
dem Produkt gefüllt,
der das gelöste
Gas enthält. Als
Folge erhöht
sich der Druck des Befüllgases
auf Grund der Abnahme des Volumens des Raumes zwischen dem inneren
und dem äußeren Behälter, wenn der
innere Behälter
mit dem Produkt gefüllt
wird. Wenn das Produkt aus dem inneren Behälter abgegeben wird, verringert
sich der Druck des beaufschlagenden Gases, aber er fällt nie
unter den ersten Druck des ersten Gases, das im Produkt gelöst ist. Daher
gestattet die vorliegende Erfindung, dass die Konzentration des
im Produkt gelösten
Gases während
seiner Abgabe aufrechterhalten wird.
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Folglich
stellt in einem weiteren Aspekt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Verpacken eines Produktes bereit, das in sich gelöst ein Gas aufweist,
um eine Änderung
der Konzentration des im Produkt gelösten Gases während seiner
Aufbewahrung und Abgabe zu verhindern.
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Das
Verfahren umfasst:
- (a) Bereitstellen eines
Produkts, das eine kosmetische oder therapeutische Zusammensetzung
ist, die in sich gelöst
ein erstes Gas mit einem ersten Druck aufweist, wobei das Gas Sauerstoff
ist und eine Konzentration von wenigstens etwa 0,3 ml bei Standardtemperatur
und -druck pro ein ml Produkt bei 1 Atmosphäre aufweist;
- (b) Bereitstellen einer Anordnung, die in der Lage ist, das
Produkt mit gelöstem
Gas zu halten und abzugeben, während
sie die Konzentration des ersten Gases während der Aufbewahrung und Abgabe
des Produkts beibehält,
wobei die Anordnung umfasst:
einen versiegelten starren äußeren Behälter;
einen
flexiblen inneren Behälter,
der aus gasundurchlässigem
Material besteht, das hermetisch im Inneren des äußeren Behälter angeordnet ist, wobei
das gasundurchlässige
Material eine Gasdurchlässigkeit
von 50 cc-mil/m2-24hr-atm oder weniger aufweist,
wodurch ein Raum zwischen dem äußeren Behälter und
dem inneren Behälter ausgebildet
ist; und
einen Produktspender in einer Fluidverbindung mit
dem im inneren Behälter
enthaltenen Behälter;
- (c) Beaufschlagen des Raums zwischen dem äußeren und dem inneren Behälter mit
einem zweiten Gas mit einem anfänglichen
Beaufschlagungsdruck, der höher
als der erste Druck ist, wodurch der innere Behälter in der Lage ist, ein Produkt
zu halten, das eine Konzentration an Sauerstoff aufweist, die wenigstens
0,3 ml Sauerstoff bei Standardtemperatur und -druck pro ein ml einer
FC-Emulsion bei 1 Atmosphäre
beträgt;
und
- (d) Füllen
des inneren Behälters
mit dem Produkt mit gelöstem
Gas.
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Das
erste Gas und das zweite Gas können entweder
das gleiche oder unterschiedlich sein. Das Produkt kann untersättigt, gesättigt oder übersättigt mit
dem ersten Gas sein.
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Das
Produkt, das das gelöste
Gas enthält, kann
in einer Form vorliegen, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Milch, Creme, Lotion, Gel, Paste, Spray und Aerosolschaum
besteht. In einer Ausführungsform
umfasst das Produkt, das das gelöste
Gas enthält,
eine mit Sauerstoff gesättigte
Fluorkohlenstoff(FC)-Emulsion. Die Konzentration an Sauerstoff in
der Emulsion beträgt
vorzugsweise wenigstens etwa 0,3 ml Sauerstoff bei Standardtemperatur
und -druck (STP) pro ein ml Emulsion, um therapeutische und kosmetische
Vorteile zu erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung bietet viele ökonomische und technische Vorteile
gegenüber
herkömmlicher
Verpackung und Verfahren zum Aufbewahren und Abgeben von gashaltigen
Produkten. Da die Anordnung der vorliegenden Erfindung ein häufiges Abgeben
des Produkts ohne Änderung
der Konzentration an gelöstem
Gas oder Gaslösung
gestattet, hat jede Anwendung des Produkts eine konstante Konzentration
an gelöstem
Gas. Weil bei der vorliegenden Erfindung das Gas unter kontrollierten
Bedingungen vor dem Verpacken in das Produkt gemischt werden kann,
kann ein gasgesättigtes
Produkt mit einer genauen wünschenswerten
Konzentration des gelösten
Gases leicht hergestellt werden. Schließlich ist das offenbarte Verfahren
zum Verpacken eines Produkts, das ein gelöstes Gas enthält, schnell,
einfach und kostengünstig.
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Die
gelöstes
Gas enthaltenden verpackten Produkte der vorliegenden Erfindung
sind gut geeignet, um bei Anwendungen verwendet zu werden, bei denen
lokale Abgabe von Gasen, wie Sauerstoff oder Kohlendioxid, auf die
Haut wünschenswert
ist. Beispielsweise können
kosmetische und therapeutische Zusammensetzungen, die gelösten Sauerstoff
oder Kohlendioxid enthalten, gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung verpackt werden. Die verpackten kosmetischen
und therapeutischen Produkte der vorliegenden Erfindung können in
geeigneter Weise von sachkundigem Hautpflegeexperten oder medizinischem
Personal im Geschäftsraum
oder von einem Verbraucher zu Hause verwendet werden.
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Die
oben genannten und weitere Merkmale dieser Erfindung und die Weise,
sie zu erhalten, wird deutlicher und wird besser verstanden unter
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Diese Zeichnungen stellen nur eine typischer Ausführungsform
der Erfindung dar und schränken
daher ihren Umfang nicht ein.
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Beschreibung der Figuren
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1 stellt
schematisch eine Anordnung zum Halten und Abgeben eines Produkts
mit gelöstem
Gas gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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2 stellt
schematisch einen äußeren Behälter gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in einer teilweise weggeschnittenen Ansicht
dar.
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3 stellt
schematisch einen inneren Behälter
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in entfalteter Position mit einem angebrachten
Produktabgabemittel in einer teilweise weggeschnittenen Ansicht
davon dar.
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4 stellt
schematisch eine vollständige Anordnung
zum Halten und Abgeben eines Produkts mit gelöstem Gas gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Für die Zwecke
der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Begriffe wie folgt
definiert:
Ein Produkt mit gelöstem Gas ist irgendeine Zusammensetzung,
die in sich gelöst
irgendein Gas aufweist. Es gibt keine besonderen Einschränkungen
für die
Art der Zusammensetzung, die verwendet werden kann, solange sie
in sich gelöst
ein Gas aufweist. Beispielsweise kann die Zusammensetzung ein Lösungsmittel,
eine Lösung,
eine Emulsion, eine Suspension, ein Gel oder irgendein anderes gewünschtes
flüssiges
oder halbfestes Produkt mit gelöstem Gas
sein. Wenn flüssig,
kann die Zusammensetzung wässrig
oder nicht-wässrig
sein, wie Kohlenwasserstoff oder eine andere nicht wassermischbare
Flüssigkeit
sein. Es gibt auch keine Einschränkung
für die Viskosität des Produkts.
Es kann beispielsweise eine Lösung
mit geringer Viskosität
oder eine viskose Emulsion oder ein Gel sein.
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Ein
mit Gas gesättigtes
Produkt ist ein Produkt, in dem das gelöste Gas in einem Zustand thermodynamischen
Gleichgewichts mit dem äquivalenten
Partialdruck des reinen Gases ist. Ein Partialdruck eines Gases
ist als der Druck definiert, der von einem Gas in einer Mischung
von Gasen ausgeübt wird,
so dass die kombinierten Partialdrücke der zusammensetzenden Gase
gleich dem Gesamtdruck der Mischung von Gasen ist. Wenn nur ein
Gas vorhanden ist, ist der Partialdruck des Gases der gleiche wie
der Gesamtdruck des Gases. Wenn eine Gasmischung vorhanden ist,
ist der Partialdruck eines zusammensetzenden Gases gleich dem Molanteil
des zusammengesetzten Gases, multipliziert mit dem Gesamtdruck.
Folglich hat ein Produkt, das mit einem gelösten Gas untersättigt ist,
die Fähigkeit,
mehr Gas zu lösen,
wenn es einem äquivalenten
Partialdruck des reinen Gases ausgesetzt wird, und ein Produkt, das
mit Gas übersättigt ist,
hat die Tendenz, GAs aus der Lösung
freizusetzen.
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Fluorkohlenstoff
ist ein flourierter Kohlenwasserstoff, bei dem wenigstens ein Wasserstoffatom
durch ein Fluoratom ersetzt ist.
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Perfluorkohlenstoff
ist ein im Wesentlichen fluoriertes oder vollständig fluoriertes Material,
das im Allgemeinen, aber nicht notwendigerweise, eine Flüssigkeit
bei Umgebungstemperatur und -druck ist, und das eine hohe Löslichkeit
für Gase,
wie Sauerstoff und Kohlendioxid, aufweist. "Im Wesentlichen fluoriniert" bedeutet in dieser
Beschreibung, dass die meisten der Wasserstoffatome einer Verbindung durch
Fluoratome ersetzt sind, so dass eine weitere Ersetzung die Gaslöslichkeit
der Verbindung nicht wesentlich erhöht. Es wird angenommen, dass
dieses Niveau erreicht ist, wenn wenigstens etwa 80–90% der
Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt wurden (
US-Patent Nr. 4,569,784 ).
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Eine
Emulsion ist ein System, das aus einer Flüssigkeit besteht, die mit oder
ohne einen Emulgator in einer zweiten unvermischbaren Flüssigkeit
in Form von stabilen (nicht koaleszierenden) Tröpfchen oder Mikrotröpfchen dispergiert
ist.
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Die
kontinuierliche Phase ist die Trägerphase
einer Emulsion, bei der die Fluidelemente in kontinuierlichem Kontakt
und nicht voneinander isoliert sind.
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Die
diskontinuierliche Phase ist die Phase einer Emulsion, bei der die
Fluidelemente diskret und voneinander isoliert, wie in Form von
Tröpfchen
oder Mikrotröpfchen,
oder in Mizellen enthalten sind.
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Ein
Verdickungsmittel ist ein chemisches Mittel mit der Eigenschaft,
dass es, wenn es einer flüssigen
Mischung hinzugefügt
wird, ihre Viskosität
oder den Fließwiderstand
erhöht.
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In
ihrem ersten Aspekt stellt diese Erfindung ein verpacktes Produkt
mit gelöstem
Gas, das ein Produkt umfasst, das darin gelöst ein erstes Gas mit einem
ersten Druck aufweist, und eine Anordnung zum Halten und Abgeben
des Produkts mit gelöstem Gas
bereit. Das erste Gas kann irgendein Gas sein, das bei einer Anwendung
erwünscht
ist. In einer Ausführungsform
ist beispielsweise das erste Gas Sauerstoff und ist das Produkt
ein kosmetisches oder therapeutisches Produkt. In einer weiteren
Ausführungsform
ist das erste Gas Kohlendioxid und ist das Produkt ein kosmetisches
Produkt. Das Produkt kann untersättigt,
gesättigt
oder übersättigt mit
dem Gas sein. Das Produkt kann im Wesentlichen in irgendeiner Form
vorliegen. Beispielsweise kann das Produkt, das das gelöste Gas
enthält,
in einer Form vorliegen, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Milch, Creme, Lotion, Gel, Paste, Flüssigkeit, Lösung, Spray und Aerosolschaum
besteht.
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Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst die Anordnung einen
abgedichteten starren äußeren Behälter 1,
einen flexiblen inneren Behälter 2,
der aus gasundurchlässigem
Material besteht und das Produkt mit gelöstem Gas enthält, und
einen Produktspender 3 in Fluidverbindung mit dem im inneren
Behälter
enthaltenen Produkt. Der innere Behälter 2 ist hermetisch
im Inneren des äußeren Behälters 1 angordnet,
wodurch ein Raum 4 zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter ausgebildet
ist. Der Raum 4 ist mit einem zweiten Gas mit einem Anfangsfülldruck
befüllt.
Der Anfangsfülldruck
des zweiten Gases ist höher
als der erste Druck.
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Dem äußeren starren
Behälter,
der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist keine besondere
Einschränkung
auferlegt, solange er dem Druck des zweiten Gases standhält. Beispielsweise können ein
Metallbehälter,
der aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Stahl oder Weißblech besteht,
ein Behälter
aus synthetischem Harz, der aus einem Acetalharz oder Polycarbonatharz
besteht, mehrschichtige Materialien, die aus Metallen, Kunststoffen
und beschichteten Papieren bestehen, oder ein Glasbehälter verwendet
werden. Ebenso kann der innere flexible Beutel aus irgendeinem flexiblen,
gasundurchlässigen
Material bestehen. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist ein Material flexibel,
wenn es reversibel verformt werden kann ohne strukturellen Schaden
für das
Material. Ein Material ist gasundurchlässig, wenn es im Wesentlichen
eine Diffusion des Gases durch das Material verhindert. Ein bevorzugtes
gasundurchlässiges
Material der vorliegenden Erfindung hat eine Gasdurchlässigkeit
von 50 cc-mil/m2-24hr-atm oder weniger.
Ein geeigneter äußerer Behälter 1 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt.
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Unter
Bezugnahme auf 3 sind Beispiele von Materialien,
die für
den inneren Behälter 2 verwendet
werden, Metall, Folie, Kunststofffilme, beschichtete oder modifizierte
Papiere, und können eine
einschichtige Struktur oder mehrschichtige Struktur umfassen. Das
Material sollte für
das gelöste Gas
im inneren Behälter 2 und
das Gas undurchlässig
sein, das verwendet wird, um den Druck im Raum zwischen dem inneren
und dem äußeren Behälter aufrechtzuerhalten,
die erforderliche Zähigkeit
und chemische Beständigkeit
gegenüber
verschiedenen Inhalten der Verpackung bereitstellen. Die in einer mehrschichtigen
Struktur verwendeten Materialien können so ausgewählt sein,
dass sie erwünschte
Eigenschaften dem inneren Behälter
entweder allein oder in Kombination verleihen. Ein Beispiel einer
geeigneten mehrschichtigen Struktur ist ein Laminat aus Nylon, Aluminium
und Polypropylen. In dieser Ausführungsform
ist die innere Schicht des Laminats, oder die Schicht, die in direktem
Kontakt mit dem im inneren Behälter 2 enthaltenen
Produkt ist, Polypropylen. In dieser Ausführungsform verleiht Polypropylen
chemische Beständigkeit
gegenüber
dem im inneren Behälter 2 enthaltenen
Produkt. Die mittlere Schicht des Laminatmaterials in dieser Ausführungsform
ist Aluminium, das die erforderliche Gasundurchlässigkeit bereitstellt. Die äußere Schicht,
die in direktem Kontakt mit dem Gas steht, das verwendet wird, um
den Druck im äußeren Behälter 1 aufrechtzuerhalten,
ist Nylon, das ferner Zähigkeit
bereitstellt. Eine alternative Ausführungsform einer mehrschichtigen
Struktur besteht aus einer äußeren Schicht
aus Cellophan, einer zweiten Schicht aus Polyethylen, einer dritten
Schicht aus Haftmittel (z. B. Casein) und einer innersten Schicht
aus Polyethylen.
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Es
können
auch verschiedene Materialien für
verschiedene Arten von im Produkt gelösten Gasen oder verschiedene
Gase verwendet werden, die verwendet werden, um Druck im äußeren Behälter 1 aufrechtzuerhalten.
Wenn beispielsweise das erste Gas Sauerstoff ist, kann ein undurchlässiges Material aus
einer Gruppe ausgewählt
sein, die aus Polymeren und Copolymeren von Nitrilen, wie Acrylnitrilmethacrylat-Copolymeren, gepfropften
Nitrilkautschuks, Aluminiumfolie, Polyvinyliden und Chloridcellulose besteht.
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In
einer Ausführungsform
ist der innere Behälter
2 entlang
einer Kante gefaltet, um einen Boden mit Bodenfalte auszubilden,
und entlang der anderen drei Kanten versiegelt, wie ausführlich in
US-Patent Nr. Re. 35,540 beschrieben.
Wenn sich der innere Behälter
2 mit
dem Produkt füllt,
dehnt er sich aus und der Abschnitt mit Bodenfalte verteilt sich
entlang dem Boden des äußeren Behälters
1.
Die Falte dient dazu, unzulässige
Kraft auf eine Abdichtung zwischen dem Produktspender
3 und
dem inneren Behälter
2 zu
verhindern, wenn das Produkt im Beutel ist, weil die Masse des Produkts
auf dem Boden des äußeren Behälters
1 ruht,
anstatt von der Schnittstelle innerer Behälter/Spender getragen zu werden, wenn
der Beutel im freien Raum hinge. Die Falte steuert den Füllvorgang,
so dass sich der Beutel gleichmäßiger und
vollständiger
füllt.
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Der
Produktspender
3 kann eine Standardventilanordnung zum
Einspritzen des Produktes in den inneren Behälter während der Herstellung und Abgeben
des Produkts während
der Verwendung durch den Verbraucher umfassen. Alternativ kann ein keilförmiger Verbinder,
der einen verstärkten
Verbindungspunkt für
den inneren Behälter
und die Ventilanordnung bereitstellt, verwendet werden, wie in
US-Patent Nr. Re. 35,540 beschrieben.
Das Ventil kann aus einem oder mehreren Materialien bestehen, einschließlich Nylon,
rostfreiem Stahl 302, Buna-N bzw. Nitrilkautschuk und mit Glas gefülltes Polypropylen.
Das Ventil kann eine Öffnung
mit unterschiedlicher Größe aufweisen,
die vom gewünschten Produktstrom
abhängt.
Ein Ventil vom Standardtyp, das mit der Anordnung der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, bewirkt, dass das Produkt einer Scherung
ausgesetzt wird, die durch die einschränkende Öffnung beim Füllen und
Abgeben des Produkts aus dem inneren Behälter
2 erzeugt wird.
Ein weiteres Ventil, das verwendet werden kann, weist ein Ein-Wege-Umgehungsmerkmal
auf, das gestattet, dass das um die einschränkende Öffnung herum strömt Produkt
beim Füllen
des inneren Behälters
2. Es
gibt mehrere Vorteile, die mit der Verwendung dieses Typs von Ventil
verbunden sind, einschließlich:
- 1. Wenn das Produkt scherempfindlich ist, wird
es nur hoher Scherung ausgesetzt, wenn es durch die einschränkende Öffnung einmal
hindurchgeht, wenn es aus dem Behälter zur Verwendung abgegeben
wird;
- 2. Es können
einschränkendere Öffnungen
verwendet werden, weil die Füllzeit
und Scherung keine Faktoren sind. Dies ist besonders vorteilhaft für ein Produkt,
das bei hohem Druck gehandhabt wird, um eine kontrolliertere Abgabe
bereitzustellen.
- 3. Die Effizienz des Herstellungsvorgangs wird verbessert, weil
die Zeit, die zum Füllen
des Behälters
erforderlich ist, verringert dadurch verringert ist, dass das Produkt
die einschränkende Öffnung umgeht.
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Eine
Strömungseinrichtung
5 kann
verwendet werden, um den Produktstrom zu fördern und Entleerungsprozentsätze zu erhöhen, speziell
für viskose
Produkte. Die Strömungseinrichtung
5 kann sich
im Wesentlichen über
die gesamte Länge
des inneren Behälters
2 erstrecken.
Flexible Behälter,
die von Außen
unter Druck gesetzt sind, beginnen um ihre Mitte herum zu kollabieren,
nachdem etwa 60% des Produkts abgegeben wurde. Bei viskosen Materialien
oder für
Beutel mit leichter Struktur kann diese Kollabierungswirkung den
inneren Behälter
2 verschließen, was
den Produktstrom zum Ausgang am oberen Ende des Spenders blockiert.
Die Strömungseinrichtung
5,
die direkt unter dem Ausgang des inneren Behälters angeordnet ist, erhält den Strom
für Materialien
aufrecht, die sowohl im oberen Teil als auch im unteren Teil des
inneren Behälters
2 eingeschlossen
sind. Die Strömungseinrichtung
5 kann
viele Formen annehmen, wie in
US-Patent
Nr. Re. 35,540 beschrieben. Die Strömungseinrichtung
5 gestattet,
dass das Produkt im unteren Abschnitt des inneren Behälters
2 seinen
Weg zum Produktspender
3 findet, sogar wenn der innere
Behälter
2 begonnen
hat zu kollabieren.
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Der
innere Behälter
2 kann
zu einer röhrenförmigen Form
gerollt sein, um sein Einsetzen in den äußeren Behälter
1 zu erleichern.
Ferner, wie in
4 dargestellt, kann lösbares Haltemittel
6 verwendet
werden, um den inneren Behälter
2 in
seinem kollabierten gerollten Zustand zu halten, bis er im äußeren Behälter
1 angeordnet
ist und das Produkt in den Beutel gespritzt wird, wie in
US-Patent No. Re. 35,540 beschrieben.
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Das
zweite Gas, das den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter füllt, kann
irgendein Gas sein, das die Wände
des inneren Behälters 2 nicht
durchdringen kann. Das zweite Gas kann das gleiche oder ein anderes
als das erste Gas sein, das im Produkt enthalten ist. Beispiele
für das
zweite Gas beinhalten, sind aber nicht darauf beschänkt, verflüssigtes
Petroleumgas (LPG), Dimethylether, Stickstoff, Kohlendioxidgas,
Sauerstoff und irgendwelche Kombinationen davon. Vorzugsweise ist
das zweite Gas ein inertes, nicht explosives Gas, wie Stickstoff,
Kohlendioxid oder eines der Edelgase, wie Helium oder Argon. Vorzugsweise
dient das zweite Gas als nicht in Berührung kommendes Treibmittel zum
Abgeben des Produktes und gestattet es die vollständige Abgabe
des Produktes (mehr als 95% des gesamten Füllgewichts abgegeben).
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Der
Druck des zweiten Gases ist nicht eingeschränkt, solange der äußere Behälter 1 dem
Druck des zweiten Gases standhalten kann, nachdem der innere Behälter 2 gefüllt ist,
und solange der Fülldruck
des zweiten Gases höher
als der Partialdruck des gelösten
ersten Gases ist. In einer Ausführungsform
beträgt
der erste Druck von etwa 15 bis 250 psig und beträgt der zweite
Druck von etwa 50 bis 300 psig. Weitere Überlegungen, die die Druckspezifikationen
beeinflussen können,
sind die Produktviskosität,
die gewünschte
Abgabekraft und die Behältergröße, vorausgesetzt,
dass der Druck des zweiten Gases höher bleibt als der Partialdruck
des ersten Gases.
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In
einer Ausführungsform
umfasst das Produkt mit gelöstem
Gas eine Fluorkohlenstoff(FC)-Emulsion, wie die eine, die in der
gleichzeitig anhängigen
Patentanmeldung, Seriennr. 10/253,572 beschrieben ist. Kurz umfasst
die FC-Emulsion
eine kontinuierliche wässrige
Phase und eine diskontinuierliche Phase, die FC als Tröpfchen in
der kontinuierlichen Phase suspendiert umfasst, wobei die FC-Emulsion ferner ein
Emulgiermittel und ein Stabilisierungsmittel umfasst, wobei das Stabilisierungsmittel
die Fähigkeit
der FC-Tröpfchen verringert,
sich in der kontinuierlichen Phase zu bewegen, und wobei die FC-Emulsion
mit Sauerstoff beladen ist.
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Geeignete
FCs beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, lineare, verzweigte
und zyklische flourierte Kohlenwasserstoffzusammensetzungen, Derviate
und Mischungen davon. FC kann ein perfluorierter Fluorkohlenstoff
(PFC) sein. Beispiele annehmbarer PFCs beinhalten, sind aber nicht
beschränkt
auf, C6-C9-Perfluoralkane, Perfluorperhydrofluoranthren, Perflourdecalin,
Bis(perfluor-hexyl)-1,2-ethen, Perfluor-1,3dimethylcyclohexan, Perfluormethyldecalin,
Perfluorisopropyldecalin, eine Mischung aus Perfluordixylylmethan
und Perfluordixylylethan und eine Mischnung aus Perfluorperhydrphenanthren
und Perfluor-n-butyldecalin. Die FC-Emulsion kann FCs in der Menge
von etwa 2 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 10 Gew.-% bis
etwa 70 Gew.-% enthalten. Jedoch können auch FC-Konzentrationen
außerhalb
der obigen Bereiche verwendet werden.
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Es
können
irgendwelche Emulgiermittel verwendet werden, die in der Lage sind,
FC zu dispergieren. Jedoch auf Grund von Umweltinteressen ist das
Emulgiermittel vorzugsweise eine nicht flourierte Zusammensetzung.
Beispiele solcher biokompatibler, nicht fluorierter Zusammensetzungen
beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, ein Block-Copolymer aus
Ethylenoxid und Propylenoxid, Phospholipide und ein Polyoxyethlyen-Derivat
eines Fettsäureesters
von Sorbitan. In einer Ausführungsform
wird ein hydriertes Phospholipid verwendet. Das hydrierte Phospholipid
kann aus der Gruppe ausgewählt
sein, die aus hydriertem Phosphatidylcholin, Lysophosphatidylcholin,
Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylserin, Phosphatidylinositol,
Phosphanolipiden, Phosphatidsäure
und Mischungen davon besteht. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das hydrierte Phospholipid hydriertes Phosphatidylcholin. Typischerweise
wird das Emulgiermittel in einer Menge im Bereich von etwa 1 Gew.-%
bis etwa 15 Gew.-% verwendet.
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Das
Stabilisierungsmittel ist eine Zusammensetzung, die die Fähigkeit
der FC-Tröpfchen verringert,
sich in der kontinuierlichen Phase zu bewegen. Das Stabilisierungsmittel
kann aus der Gruppe ausgewählt
sein, die aus Cetylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol, Glycerylstearat,
polyoxyethylierter Fettsäure
(PEG-75 stearat), Polyethylenglycolether von Cetylalkohol (ceteth-20),
Polyethylenglycolether von Stearylalkohol (steareth-20, hydriertem Phosphotidylcholin
und Mischungen davon besteht. Typischerweise wird das Stabilisierungsmittel
in einer Menge im Bereich von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%
verwendet. Typischerweise liegt die Menge des Stabilisierungsmittels
im Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 5 Gew.-% verwendet. In einer
Ausführungsform
wird hydriertes Phosphotidylcholin sowohl als Stabilisierungsmittel
als auch als Emulgiermittel verwendet.
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In
einer Ausführungsform
ist das Produkt mit gelöstem
Gas ein kosmetisches Produkt, das eine sauerstoffhaltige FC-Emulsion
und kosmetische Zusätze
umfasst. Abhängig
von der Art der beabsichtigten Verwendung der kosmetischen Zusammensetzung
der vorliegenden Erfindung kann der kosmetische Zusatz aus der Gruppe
ausgewählt
sein, die aus fettartigen Substanzen, Lösungsmitteln, Silikonen, Weichmachern,
Verdickungsmitteln, Antischaummitteln, Feuchthaltemitteln, Nährungsmitteln, Vitaminen,
Mineralsalzen, Puffern, Benetzungsmitteln, Füllstoffen, Maskierungsmitteln
bzw. Komplexbildnern, oberflächenaktiven
Mitteln, Polymeren, Treibmitteln, Konservierungsmitteln, Farbstoffen, Puffern,
die Textur verbessernden Zusammensetzungen, Sonnenschutzmitteln,
Antioxidansien, Radikalfänger
für freie
Radikale, Chelatbildnern bzw. Komplexbildnern, Düften, Aromastoffen und Verarbeitungshilfsmitteln
besteht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist das Produkt mit gelöstem
Gas ein therapeutisches Produkt, das eine sauerstoffhaltige FC-Emulsion
umfasst. Eine sauerstoffhaltige therapeutische Zusammensetzung der
vorliegenden Erfindung ist gut geeignet für eine Verwendung entweder
als verschriebenes pharmazeutisches Produkt oder ein frei verkäufliches
(OTC) Produkt. Folglich kann es ferner pharmzeutisch aktive Inhaltsstoffe
enthalten. Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist ein Inhaltsstoff pharmazeutisch
aktiv, wenn er, wenn er auf eine offene Wunde oder die Haut aufgebracht
wird, eine feststellbare biologische Wirkung hat. Solche pharmazeutisch
aktiven Inhaltsstoffe sind Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt.
Beispielsweise können
sie aus der Gruppe ausgewählt
sein, die aus antibakteriellen Substanzen, Antihistaminika, entzündungshemmenden
Mitteln, Miotika, Mydriatika, Antiglaukommitteln, antiviralen Mitteln,
Carboanhydraseinhibitoren, Antimykotika, immunsuppressiven Mitteln, Vitaminen,
Nährstoffen
und Mischungen davon besteht.
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Eine
kosmetische oder therapeutische Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung kann mit Sauerstoff beladen werden, indem sie auf solche Weise
behandelt wird, dass sie mit Sauerstoff gesättigt wird und mehr Sauerstoff
trägt,
als sie ohne die Behandlung tragen würde. Typischerweise beträgt die Sauerstoffkonzentration
in der kosmetischen oder therapeutischen Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung wenigstens etwa 0,3 ml Sauerstoff bei Standardtemperatur
und -druck (STP) pro ml FC-Emulsion bei 1 Atmosphäre.
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Die
kosmetische oder therapeutische Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung kann mit Sauerstoff gesättigt sein. Beispielsweise
beträgt in
einer Ausführungsform
die Sauerstoffkonzentration in der kosmetischen oder therapeutischen
Zusammensetzung wenigstens etwa 1 ml Sauerstoff (STP) pro 1 ml FC-Emulsion.
In einer weiteren Ausführungsform
beträgt
die Sauerstoffkonzentration in der kosmetischen oder therapeutischen
Zusammensetzung wenigstens etwa 2 ml Sauerstoff (STP) pro ml FC-Emulsion.
Normalerweise beträgt
der äquivalente Partialdruck
von gelöstem
Sauerstoff in der kosmetischen oder therapeutischen Zusammensetzung
wenigstens etwa 760 mm Hg und beträgt für die obigen Beispiele wesentlich über 760
mm Hg.
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In
a typischen Ausführungsform
wird zuerst der Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter mit
den zweiten Gas befüllt
und versiegelt. Dann wird der innere Behälter 2 mit dem Produkt
mit gelöstem
Gas gefüllt
und die Anordnung versiegelt. Der Druck des zweiten Gases nimmt
zu, wenn der innere Behälter
mit dem Produkt gefüllt
wird, auf Grund der Abnahme des eingeschlossenen Volumens zwischen
dem inneren und dem äußeren Behälter. Wenn
das Produkt aus dem inneren Behälter 2 abgegeben
wird und zwangsweise aus der Dose ausgestoßen wird, verringet sich der
Druck des zweiten Gases stetig zum begrenzenden Innendruck hin,
der angewendet wurde, bevor das Produkt in den inneren Behälter 2 eingeführt wurde,
so dass der Druck des zweiten Gases nie unter den äquivalenten
Partialdruck des Gases fällt,
das im Produkt gelöst
ist. Daher gestattet die vorliegende Erfindung, dass die Konzentration
des im Produkt gelösten
Gases während
der Abgabe konstant bleibt.