DE69304458T2

DE69304458T2 - Siliconemulsion zur persönlichen Pflege

Info

Publication number: DE69304458T2
Application number: DE69304458T
Authority: DE
Inventors: Ronald Paul Gee
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH06157282A; US5300286A; DE69304458D1; EP0579455B1; EP0579455A1; CA2100276A1

Description

Diese Erfindung richtet sich auf eine Siliconemulsion, die nur bestimmte nichtionische oberflächenaktive Mittel enthält, so daß die Emulsion unerwartete Eigenschaften bei Verwendung auf dem Gebiet von Körperpflegemitteln aufweist.
Eine Emulsion ist ein disperses System, bestehend aus zwei oder mehr gegenseitig unlöslichen oder begrenzt löslichen Flüssigkeiten. Eine Flüssigkeit wird als kontinuierliche oder externe Phase bezeichnet, in der eine zweite Flüssigkeit in Teilchenform dispergiert ist. Die zweite Flüssigkeit wird bezeichnet als interne oder dispergierte Phase. Emulsionen werden hergestellt durch mechanisches Aufteilen der internen Phase. Typischerweise werden Hochgeschwindigkeitsrührer, Propeller- oder Turbinenrührer, Kolloidmühlen und Homogenisierer verwendet. Emulgatoren oder oberflächenaktive Mittel verhindern, daß sich die Tröpfchen wieder vereinigen, nachdem sie gebildet wurden und dann, wenn die externe Phase aus Wasser besteht und die interne Phase eine organische Flüssigkeit ist, eine Öl-in-Wasser-Emulsion entsteht. Wenn Wasser fein in einer nicht wäßrigen Flüssigkeit dispergiert wird, resultiert daraus eine Wasser-in-Öl-Emulsion.
In der überwiegenden Zahl der Fälle werden Emulsionen mit Hilfe von ein oder mehreren Emulgatoren, die jeweils einen unterschiedlichen HLB-Wert aufweisen, hergestellt. Es gibt vier Kategorien von oberflächenaktiven Emulgatoren, nämliche nichtionische, anionische, kationische und ampholytische oder amphotere. Bei anionischen oberflächenaktiven Mitteln trägt das oberflächenaktive Ion eine negative Ladung. Bei kationischen oberflächenaktiven Mitteln ist die Ladung positiv. Bei nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln trägt das Molekül keine Ladung. Bei ampholytischen oder amphoteren oberflächenaktiven Mitteln weist das Molekül beides, positive und negative Ladungen auf.
Um Fachleute bei der Auswahl von Emulgatoren oder oberflächenaktiven Systemen zu unterstützen, wurde für jeden Emulgator eine dimensionslose Zahl zwischen 1 und 20 festgelegt zum Zwecke der Information über seine Wasserlöslichkeit und Öllöslichkeit. Zahlen zwischen 0 und 9 charakterisieren öllösliche lipophile Produkte, während Zahlen zwischen 11 und 20 wasserlösliche hydrophile Verbindungen beschreiben. Stoffe mit einem hydrophilen-lipophilen Gleichgewicht(HLB)-Wert von 10 haben etwa die gleiche Affinität für beides, Öl und Wasser, und verteilen sich zwischen den zwei Phasen, so daß die hydrophile Gruppe sich komplett in Wasser erstreckt, während die lipophile Kohlenwasserstoffgruppe in der nichtwäßrigen Phase absorbiert ist. Oberflächenaktive Mittel mit einem HLB-Wert von 11 oder mehr sind zum Stabilisieren von Emulsionen gegen Koaleszieren der Teilchen bekannt.
Die Farbe einer Emulsion zeigt häufig grob die Partikelgröße der Tröpfchen in der internen Phase an. Wenn die Teilchen Makrokugeln sind, können zwei Phasen unterschieden werden. Wenn die Teilchenphase 1 µm überschreitet, werden milchigweiße Emulsionen gebildet. Wenn die Teilchengröße in den Bereich von 0,1 bis 1,0 µm abfällt, entstehen Emulsionen mit einem blauweißen Schimmer. Emulsionen, die Teilchen mit einer Größe im Bereich von 0,05 bis 0,01 µm enthalten, besitzen ein graues, halbdurchsichtiges Aussehen. Transparente Emulsionen werden erhalten, wenn die Teilchengröße 0,05 µm oder geringer ist.
Der Beitrag der vorliegenden Erfindung zum existierenden Kenntnisstand auf dem Gebiet von Emulsionen besteht in dem unerwarteten Auffinden, daß sich der Widerstand von Siliconöl- Ablagerungen aus Öl-in-Wasser-Emulsionen auf einem Träger gegenüber dem Eindringen und Durchdringen von Wasser erhöhen läßt durch Ausbilden der Öl-in-Wasser-Emulsion mit Hilfe von zwei speziellen und besonderen Typen von nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln. Insbesondere muß mindestens ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel verwendet werden, das einen niedrigeren HLB-Wert als 8,0 aufweist, vorzugsweise ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel, das bei Raumtemperatur fest ist und einen HLB-Wert von weniger als 6 aufweist. Es ist auch möglich, als oberflächenaktives Mittel mit dem niedrigen HLB-Wert einen Fettalkohol zu verwenden, der bei Raumtemperatur fest ist und ausgewählt ist aus Laurylalkohol, Myristylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol und Cetylalkohol.
Das oberflächenaktive Mittel mit niedrigem HLB-Wert wird verwendet in Kombination mit mindestens einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel mit einem höheren HLB-Wert von größer als 15,0 und vorzugsweise einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel, das bei Raumtemperatur fest ist und das einen HLB-Wert größer als 17,0 aufweist.
Ausgeschlossen und als unwirksam im Konzept der vorliegenden Erfindung nichtionischer oberflächenaktiver Mittel sind flüssige, nichtionische oberflächenaktive Mittel und nichtionische oberflächenaktive Mittel mit HLB-Werten im Bereich von 8,0 bis 15,0.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch Einhalten der vorstehenden Erfordernisse der oberflächenaktiven Bestandteile. Andere anionische, kationische, ampholytischer oder amphotere oberflächenaktive Emulgatoren können in kleinen Mengen von weniger als 1 Gewichtsprozent vorhanden sein in Fällen, bei denen die Emulsion hergestellt wird durch Emulsionspolymerisation, bei der ein ionisches oberflächenaktives Mittel erforderlich ist als Bestandteil des Polymerisationskatalysators.
Die Erfindung betrifft eine Siliconöl-in-Wasser-Emulsion, die Wasser, ein Siliconöl und nur nichtionische Typen von bei Raumtemperatur festen oberflächenaktiven Mitteln enthält, wobei mindestens zwei unterschiedliche Kategorien von nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden. Eines der nichtionischen oberflächenaktiven Mittel muß einen HLB- Wert von unter 8,0, vorzugsweise unter 6,0 aufweisen, während das andere nichtionische oberflächenaktive Mittel einen HLB- Wert von größer als 15,0 und vorzugsweise größer als 17,0 aufweisen muß.
Alternativ kann ein Fettalkohol als das oberflächenaktive Mittel mit dem niedrigen HLB-Wert verwendet werden, der ausgewählt ist aus Laurylalkohol, Myristylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol und Cetylalkohol. In einem solchen Falle ist es erforderlich, daß der Fettalkohol bei Raumtemperatur fest ist.
Die Erfindung richtet sich weiterhin auf die Verwendung der zuvor beschriebenen Siliconöl-in-Wasser-Emulsionen für typische Formulierungen zur Hautpflege, wobei die Emulsion auf die Haut aufgebracht wird zum Lindern einer oder mehrerer der bekannten dermatologischen Hauterkrankungen von Menschen, ausgelöst durch übermäßige Einwirkung von Wasser, wie Windelausschlag.
Für den Zweck der vorliegenden Erfindung weist die erste Kategorie der verwendeten nichtionischen oberflächenaktiven Mittel einen HLB-Wert von unter 8,0 und vorzugsweise unter 6,0 auf und ist deshalb unlöslich in Wasser. Repräsentative Emulgatoren dieser Kategorie, die alle bei Raumtemperatur fest sind, sind (a) Brij 52 , das ein Polyoxyethylencetylether, hergestellt von ICI Americas Inc. , Wilmington, Delaware, USA, ist mit einem HLB-Wert von 4,0, (b) Brij 72 , das ein Polyoxyethylenstearylether, hergestellt von ICI Americas Inc., Wilmington, Delaware, USA, ist mit einem HLB-Wert von 4,9, (c) Arlacel 60 , das ein Sorbitanstearat, hergestellt von ICI Americas Inc., Wilmington, Delaware, USA, ist mit einem HLB-Wert von 4,7, (d) Aldo MS , das ein Glyzerinmonostearat, hergestellt von Lonza Inc., Fairlawn, New Jersey, USA, ist mit einem HLB- Wert von 3,9, (e) Aldo PGHMS , das ein Propylenglykolmonostearat, hergestellt von Lonza Inc., Fairlawn, New Jersey, USA, ist mit einem HLB-Wert von 3,0, (f) Mapeg EGMS , das ein Ethylenglykolmonostearat, hergestellt von der Firma PPG/Mazer, Gurnee, Illinois, USA, ist, mit einem HLB-Wert von 2,9, (g) Hodag DGS , das ein Diethylenglykolmonostearat, hergestellt von Hodag Chemical Corp., Skokie, Illinois, USA, ist mit einem HLB-Wert von 4,7, (h) Ethox SAM-2 , das ein Polyoxyethylenstearylamin, hergestellt von Ethox Chemical, Inc., Greenville, South Carolina, USA, ist mit einem HLB-Wert von 4,9, und (i) Macol SA-2 , das ein Polyoxyethylenstearylester, hergestellt von der Firma PPG/Mazer, Gurnee, Illinois, USA, ist, mit einem HLB-Wert von 4,9. Fettalkohole, wie Laurylalkohol, Myristylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol und Cetylalkohol kommen ebenso als nichtionische oberflächenaktive Mittel mit einem HLB-Wert von etwa 1 in Betracht und sind deshalb in die erste Kategorie von nichtionischen oberflächenaktiven Mitteln eingeschlossen.
Die zweite Kategorie nichtionischer oberflächenaktiver Mittel, die nach dem erfindungsgemäßen Konzept verwendet werden, weist einen HLB-Wert von größer als 15,0 und vorzugsweise größer als 17,0 auf. Repräsentative Beispiele der zweiten Kategorie nichtionischer oberflächenaktiver Mittel, die alle bei Raumtemperatur fest sind, sind (i) Brij 700 , das ein Polyoxyethylenstearylether, hergestellt von ICI Americas Inc. , Wilmington, Delaware, USA, ist mit einem HLB-Wert von 18,8, (ii) Mapeg S-40K , das ein Polyoxyethylenmonostearat, hergestellt von der Firma PPG/Mazer, Gurnee, Illinois, USA, ist, mit einem HLB-Wert von 17,2, (iii) Macol SA-40 , das ein Steareth-40, hergestellt von der Firma PPG/Mazer, Gurnee, Illinois, USA, ist, mit einem HLB-Wert von 17,4, (iv) Triton X-405 , das ein Octylphenoxypolyethoxyethanol, hergestellt von Union Carbide Chem. & Plastics Co., Industrial Chemicals Div., Danbury, Connecticut, USA, ist mit einen HLB-Wert von 17,9, (v) Macol SA-20 , das ein Steareth-20, hergestellt von der Firma PPG/- Mazer, Gurnee, Illinois, USA, ist, mit einem HLB-Wert von 15,4, und (vi) Tergitol 15-S-20 , das ein C11-C15 sekundärem Alkoholethoxylat, hergestellt von Union Carbide Chem. & Plastics Co., Industrial Chemicals Div., Danbury, Connecticut, USA, ist mit einen HLB-Wert von 16,3.
Jedes der zuvor beschriebenen speziellen oberflächenaktiven Mittel sind hier angegeben zum Zwecke, geeignete Emulgatoren, die erfindungsgemäß verwendet werden können, beispielhaft zu benennen. Es ist klar, daß andere, äquivalente nichtionische Emulgatorprodukte, die bei Raumtemperatur fest sind, ebenso verwendet werden können. Es ist deshalb möglich, beispielsweise zu verwenden (i) andere Alkoholethoxylate, die bei Raumtemperatur fest sind, neben Brij 52 , Brij 72 und Brij 700 , (ii) andere Alkylphenolethoxylate, die bei Raumtemperatur fest sind, neben Triton X-405 , (iii) andere Glykolester von Fettsäuren, die bei Raumtemperatur fest sind, neben Aldo MS und (iv) andere Glykolester von Fettsäuren, die bei Raumtemperatur fest sind, neben Aldo PGHMS und Hodag DGS .
Die bei Raumtemperatur feste Form der repräsentativen Beispiele der zuvor beschriebenen Emulgatoren ergibt sich aus der nachfolgenden Liste ihrer Schmelzpunkte oder Stockpunkte, das ist die niedrigste Temperatur, bei der eine Flüssigkeit fließt, wenn ein Prüfbehälter umgedreht wird.
Als Raumtemperatur im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Umgebungstemperatur von 20-23ºC angesehen.
Der Siliconöl-Bestandteil der erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser- Emulsionen sind flüssige organische Polysiloxane mit einer Viskosität im Bereich von 0,65 bis zu mehreren Millionen µm²/s (Centistoke), vorzugsweise im Bereich von 1-10.000 µm²/s (Centistoke) und ganz besonders bevorzugt von 5-2.000 µm²/s (Centistoke). Ein flüssiges Silicon mit einer bestimmten Viskosität oder eine Mischung von flüssigen Polysiloxanen mit relativ höheren und relativ niedrigen Viskositäten kann verwendet werden. Solche Polysiloxane haben wiederkehrende Einheiten der Formel
wobei in der Formel n eine ganze Zahl mit einem Wert von größer als 1 ist und R¹ und R² jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, einschließlich, oder eine Phenylgruppe sind. Beispiele für Polysiloxane der vorstehenden Formel sind Polydimethylsiloxan, Polydiethylsiloxan, Polymethylethylsiloxan, Polymethylphenylsiloxan und Polydiphenylsiloxane. Beides, lineare und verzweigte Polysiloxane und Mischungen derselben können verwendet werden.
In den Fällen, in denen Mischungen von flüssigen Siliconen verwendet werden, ist eines oder sind mehrere der flüssigen Produkte vorzugsweise ein flüssiges Methylsilicon mit niedriger Viskosität. Flüssige Methylsilicone haben im Mittel Einheiten der Formel (CH&sub3;)aSiO(4-a/2), wobei a eine ganze Zahl ist mit einem Mittelwert von 2 bis 3. Das flüssige Methylsilicon enthält Siloxaneinheiten, verbunden durch Si-O-Si-Bindungen. Repräsentative Einheiten sind (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2, (CH&sub3;)&sub2;SiO2/2, (CH&sub3;)SiO3/2 und SiO4/2. Diese Einheiten sind vorhanden in solchen molaren Mengen, daß im Mittel von 2 bis 3 Methylgruppen pro Siliciumatom in dem flüssigen Methylsilicon vorhanden sind und die Flüssigkeit eine Viskosität von weniger als 100 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC, aufweisen. Vorzugsweise enthält das flüssige Methylsilicon Dimethylsiloxan-Einheiten und gegebenenfalls Trimethylsiloxan-Einheiten. Solchen flüssigen Methylsilicone haben eine Viskosität von weniger als 10 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC, wie Cyclopolysiloxane der allgemeinen Formel [(CH&sub3;)&sub2;SiO]x und lineare Siloxane der allgemeinen Formel (CH&sub3;)&sub3;SiO[(CH&sub3;)&sub2;SiO]ySi(CH&sub3;)&sub3;, in denen x eine ganze Zahl ist mit einem Wert von 3 bis 10 und y eine ganze Zahl ist mit einem Wert von 0 bis 4.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siliconöl-in- Wasser-Emulsion ist das Siliconöl eine Mischung von flüssigen Siliconen. Die Mischung enthält mindestens ein nicht flüchtiges Siliconöl mit einer Viskosität größer als 50 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC, und mindestens ein flüchtiges Siliconöl mit einer Viskosität von weniger als 5 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC.
Insbesondere sind für die vorliegende Erfindung solche flüssigen Methylsilicone geeignet, die flüchtige flüssige cyclische Silicone und flüchtige flüssige lineare Silicone sind. Unter "flüchtig" wird verstanden, daß das flüssige Silicon einen Siedepunkt aufweist von im allgemeinen unter 250ºC. Spezielle Beispiele solcher flüchtigen flüssigen Methylsilicone sind Polydimethylcyclosiloxan, und für flüssige lineare Silicone Hexamethyldisiloxan. Solche flüchtigen Flüssigkeiten haben im allgemeinen Viskositäten von weniger als 10 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC, und besonders bevorzugte Viskositäten sind von 0,65 bis 5,0 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC.
Die flüchtigen cyclischen Silicone genügen im allgemeinen der Formel (R&sub2;SiO)x, in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylgruppe ist. Die am meisten typischen cyclischen Siloxane haben die Formel [(CH&sub3;)&sub2;SiO]x, in der x eine ganze Zahl von 3 bis 10 ist. Einige repräsentxative Beispiele von flüchtigen cyclischen Siloxanen, die besonders für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind das Methylsilicontetrameroctamethylcyclotetrasiloxan und das Methylsiliconpentamerdecamethylcyclopentasiloxan. Mischungen des Tetrameren und Pentameren können ebenso verwendet werden. Diese cyclischen Siloxane haben Viskositäten im Bereich von 2,5 µm²/s (Centistoke) bis 5 µm²/s (Centistoke), gemessen bis 25ºC. Diese Stoffe sind bekannt als Cyclomethicon, wobei diese Materialbezeichnung als Freiname von The Cosmetics, Toiletries and Fragrance Association, Inc. (CTFA), Washington, DC., USA verwendet wird.
Das am meisten bevorzugte flüchtige flüssige lineare Methylsilicon mit niedriger Viskosität genugt der Formel R&sub3;SiO(R&sub2;SiO)nSiR&sub3;, in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 2 bis 9 ist. Besonders repräsentativ für die Klasse flüchtiger flüssiger linearer Methylsiloxane ist Hexadimethylsiloxan der Formel:
das eine Viskosität von 0,65 µm²/s (Centistoke) bei 25ºC aufweist.
Beides, cyclische und lineare flüchtige Methylsiliconmaterialien mit niedriger Viskosität sind klare Flüssigkeiten und im wesentlichen geruchlos, nicht toxisch, nicht fettend und nicht stechend. In kosmetischer Hinsicht reizen diese flüssigen Methylsilicone die Haut nicht und haben eine verbesserte Verteilbarkeit und sind leicht einzureiben, wenn sie auf Hautgewebe aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen verdampfen diese flüchtigen Siliconmaterialien ohne Rückstand. Wenn sie in Kombination mit einem flüssigen, nicht flüchtigen Silicon verwendet werden, verbleiben die flüssigen, nicht flüchtigen Silicone auf der Haut und schaffen die gewünschte Sperre, die die Absorption von Wasser und wasserlöslichen reizenden Stoffen durch die Haut hemmen. Eine besonders wirksame Mischung enthält ein Polyorganosiloxan mit blockierenden endständigen Hydroxylgruppen und hoher Viskosität, das entweder mit einem flüssigen flüchtigen cyclischen Silicon oder einem flüssigen, nicht flüchtigen Silicon mit niedriger Viskosität verwendet werden kann.
Alle die zuvor beschriebenen Siliconöle und Verfahren zu ihrer Herstellung sind gut bekannter Stand der Technik, und diese Stoffe sind kommerziell erhältlich. Die Ausdrücke "flüchtig" und "nicht flüchtig", wie sie für die Siliconöle im Rahmen der vorliegenden Erfindung definiert sind, beziehen sich auf den Siedepunkt von 250ºC. Infolgedessen werden Siliconöle mit einem Siedepunkt von unter 250ºC als "flüchtig" angesehen, während Siliconöle mit einem Siedepunkt über 250ºC als "nicht flüchtig" gelten.
In mechanisch hergestellten Emulsionen von Mischungen von Siliconen soll die Mischung einen nicht flüchtigen Bestandteil enthalten mit einer Viskosität im allgemeinen im Bereich von 50 bis 2.000 µm²/s (Centistoke), gemessen bei 25ºC, in Kombination mit entweder einem flüchtigen linearen Silicon-Bestandteil oder einem flüchtigen cyclischen Silicon-Bestandteil. In diesen Fällen verringert die flüchtige Flüssigkeit die Viskosität der Mischung, was Emulgierung zu kleineren Teilchen unterstützt.
Die Emulsion enthält von 1 bis 70 Gewichtsprozent des Siliconöls oder Siliconöl-Mischung, 5 bis 50 Gewichtsteile des Emulgators mit niedrigem HLB-Wert pro 100 Teile nicht flüchtiges Siliconöl und 20 bis 150 Gewichtsteile des Emulgators mit hohem HLB-Wert pro 100 Teile des Emulgators mit niedrigem HLB- Wert und wobei der Rest Wasser ist. Vorzugsweise enthalten die Emulsionen 55 Gewichtsprozent Siliconöl oder Siliconöl- Mischung und 10 bis 30 Gewichtsteile Emulgator mit niedrigem HLB-Wert pro 100 Teile nicht flüchtiges Siliconöl.
Die Emulsionen werden hergestellt durch eins von zwei Verfahren. Ein Verfahren ist die mechanische Emulgierung durch Zusammenmischen in Wasser, dem Siliconöl und den zwei nicht ionischen oberflächenaktiven Mitteln und Hindurchleiten der Mischung durch eine Kolloidmühle oder einen Homogenisierer. Ein zweites Verfahren ist die Emulsionspolymerisation von cyclischen Siloxanen, bei der gleichzeitig Siliconpolymere in Emulsionsform gebildet werden.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß Emulsionspolymerisation üblicherweise die Kombination eines reaktiven Siliconoligomer, eines oberflächenaktiven Mittels und eines Polymerisationskatalysators und Wasser zur Folge hat. Die Emulsion wird gerührt, und die Siliconoligomeren können polymerisieren, bis eine Standardemulsion, eine feine Emulsion oder eine Mikroemulsion ausgebildet ist. Normalerweise werden Alkoxysilane als reaktive Monomere und Oligomere verwendet für die Bildung von Mikroemulsionen, oder es werden cyclische Siloxane verwendet, um feine oder Standardemulsionen auszubilden. Kombinationen der Siliconreaktionspartner können ebenso verwendet werden, um Copolymere in den entstehenden Emulsionen auszubilden. Solche Verfahren sind detailliert beschrieben in der am 4. Dezember 1991 veröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP-A-459 500 mit dem Titel "Verfahren zum Herstellen von Polysiloxanemulsionen", die vom gleichen Anmelder wie die vorliegende Anmeldung erfolgte.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter beschreiben.

BEISPIEL 1

Die einheitliche Natur der erfindungsgemäßen Siliconemulsion ergibt sich durch eine Prüfung der Bestimmung der Geschwindigkeit der Wasserpenetration in eine Folie aus Collagen, deren Oberfläche mit der Siliconemulsion behandelt und getrocknet wurde. Der Collagenfilm wurde verwendet, um menschliche Haut zu simulieren. Unbehandelter Collagenfilm hat eine Wasseraufnahmegeschwindigkeit von 0,58 g Wasser bei Kontakt mit einem nassen Filterpapier während 30 Minuten. Diese Wasseraufnahmegeschwindigkeit verringert sich signifikant bei Behandlung des Collagenfilmes mit der erfindungsgemäßen Emulsionszusammensetzung. Bei der Prüfung wurden drei kreisförmige Folien aus Collagenfilm gewogen und zwischen zwei konzentrische Kunstoffringe eingespannt und der Film behandelt. Ein Ring wies einen Innendurchmesser von 8,9 cm (3,5 inch) auf, während der andere Ring einen Außendurchmesser von 8,9 cm (3,5 inch) hatte. Der Film wurde behandelt mit der Emulsion durch Einreiben des Filmes mit einem KIMWIPE -Tuch, das in eine vorverdünnte Emulsion eingetaucht war, die 3,6 Gewichtsprozent Silicongehalt aufwies. Das Tuch wurde in die Emulsion getaucht, zur Hälfte gefaltet, und jedes der vier Teile des Tuches wurde einmal kreisförmig über den Film gerieben. Die gelagerte Menge kann durch Bereibung verändert werden. Der Film konnte 10 bis 15 Minuten trocknen. Die drei Folien aus Collagenfilm wurden erneut gewogen, um das Gewicht des auf dem Film abgelagerten Materials zu bestimmen. Ein Bogen des Whatman Nr. 4 Filterpapier wurde in einer großen Petri-Schale angeordnet. Es wurde 1 g Wasser zugesetzt und die Schale abgedeckt und dem Wasser die Möglichkeit gegeben, sich im Papier gleichmäßig zu verteilen. Der Satz von behandelten Collagenfilmen wurde mit der behandelten Oberfläche nach unten auf Filterpapier angeordnet, eine schmale Petri-Schale wurde auf der Oberseite des behandelten Filmes als Gewicht angeordnet. Die große Petri-Schale wurde abgedeckt und in einer Kammer mit konstanter Feuchtigkeit von 82 Prozent Feuchtigkeit angeordnet. Nach Intervallen von 2, 5, 10, 15, 20 und 30 Minuten wurde die Anordnung aus der Kammer entfernt und der Collagenfilm wieder gewogen. Nach jeder Zeit wurde die Anordnung sofort in die Kammer zurückgebracht. Der Anstieg des Gewichtes des Collagenfilmes wurde bestimmt in Abhängigkeit von der Zeit. Die Gewichtsanstiege nach 30 Minuten sind in den nachfolgenden Beispielen und Tabellen angegeben.

BEISPIEL II (keine erfindungsgemäßes Beispiel)

Die Collagenfilmprüfung von Beispiel I wurde wiederholt unter Verwendung eines Collagenfilmes, der mit einer Emulsion behandelt war, die nicht der Erfindung entspricht. Die Gewichtsanteile der Emulsion sind nachfolgend angegeben und anschließend die Ergebnisse der Prüfung des Collagenfilmes (CFT). Die Emulsion wurde vorverdünnt auf einen Silicongehalt von 3,6 Gewichtsprozent für diese Prüfung. TABELLE I
Jeder Emulgator in Beispiel II war vorhanden in einer Menge von 10,8 Teilen pro 100 Teile nicht flüchtigem flüssigem Silicon.

BEISPIEL III (kein erfindungsgemäßes Beispiel)

Beispiel II wurde wiederholt mit einem Collagenfilm, der mit einer anderen, nicht erfindungsgemäßen Emulsion behandelt war. Die Bestandteile der Emulsion sind nachfolgend angegeben und anschließend die Ergebnisse der Collagenfilmprüfung. Bei diesem Beispiel war ein oberflächenaktives Mittel das erfindungsgemäße und das andere nicht. TABELLE II
Es ist ersichtlich, daß keine signifikante Verringerung der Wasseraufnahme durch den Collagenfilm erfolgte.

BEISPIEL IV

Beispiel III wurde wiederholt mit einem Collagenfilm, der mit einer erfindungsgemäßen Emulsion behandelt war. Die Bestandteile der Emulsion sind nachfolgend angegeben ebenso wie die Ergebnisse der Collagenfilmprüfung. Bei diesem Beispiel waren beide oberflächenaktive Mittel erfindungsgemäß. TABELLE III
Durch Vergleich der Ergebnisse der Collagenfilmprüfungen von Tabellen I bis III ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Emulsionen die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser wesentlich verringern.

BEISPIEL V

Um die Wirkung der Verwendung verschiedener oberflächenaktiver Mittel auf das Sperrverhalten einer Siliconöl-Mischung in der Collagenfilmprüfung zu zeigen, wird eine Reihe von Collagenfilmprüfungen ausgeführt durch einfaches Mischen von einzelnen oberflächenaktiven Mitteln mit dem Siliconöl. Der Einfluß des einzelnen oberflächenaktiven Mittels mit dem HLB-Wert und der physikalische Zustand des einzelnen oberflächenaktiven Mittels sind aus Tabelle IV ersichtlich. Tabelle IV zeigt, daß die einzelnen oberflächenaktiven Mittel mit einem HLB-Wert von weniger als 9 eine vorteilhafte Wirkung bei der Collagenfilmprüfung zeigen, ausgenommen flüssige oberflächenaktive Mittel, wie Brij 92 , das gegenteilige Wirkung zeigt.
Bei jeder Prüfung wurden 3,5 g des einzelnen oberflächenaktiven Mittels, 15,0 g flüssigen Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 1.000 µm²/s (Centistoke), 17,5 g flüssigen Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 50 µm²/s (Centistoke), 17,5 g eines flüchtigen cyclischen Siloxans und 46,5 g Wasser verwendet. Jedes einzelne oberflächenaktive Mittel war in einer Menge von 10,8 g pro 100 g nicht flüchtigen Siliconbestandteils vorhanden. Tabelle IV zeigt die einzelnen oberflächenaktiven Mittel, die Gramm abgelagerter Prüflösung und den HLB-Wert des einzelnen oberflächenaktiven Mittels und seine Form, ob es flüssig oder fest ist. TABELLE IV

BEISPIEL VI (kein erfindungsgemäßes Beispiel)

Beispiel II wurde wiederholt mit einem Collagenfilm, der mit einer anderen, nicht erfindungsgemäßen Emulsion behandelt war. Die Bestandteile der Emulsion sind nachfolgend angegeben und anschließend die Ergebnisse der Collagenfilmprüfung. Bei diesem Beispiel wurde nur ein oberflächenaktives Mittel verwendet mit dem niedrigsten HLB-Wert, der ausreichend ist, um die Emulsion zu stabilisieren. TABELLE V
Es ist ersichtlich, daß die Verringerung der Wasseraufnahme durch den Collagenfilm nicht so groß ist wie bei Siliconöl ohne oberflächenaktives Mittel aus Tabelle IV. Ersichtlich ist eine leichte negative Wirkung durch den Emulgator Macol SA-5 .

BEISPIEL VII

Beispiel II wurde wiederholt mit einer Reihe von Collagenfilmen, die mit verschiedenen erfindungsgemäßen Emulsionen behandelt waren. Die Bestandteile der Emulsion sind nachfolgend angegeben, ebenso wie die Ergebnisse der Collagenfilmprüfung. In diesen Beispielen sind beide oberflächenaktive Mittel erfindungsgemäß. TABELLE VI
Es sollte klar sein, daß die erfindungsgemäße Emulsion die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser wesentlich verringert. TABELLE VII
Es sollte klar sein, daß die erfindungsgemäße Emulsion die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser signifikant verringert.
Die nachfolgende Tabelle VIII zeigt die Verwendung von Brij 72 -Emulgator in einer Menge von 12,3 Teilen pro 100 Teile nicht flüchtiges Silicon und wobei der Macol SA-40 -Emulgator in einer Menge von 9,2 Teilen pro 100 Teile nicht flüchtiges Silicon vorhanden war. TABELLE VIII
Es sollte klar sein, daß diese erfindungsgemäße Emulsion die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser wesentlich verringert. TABELLE IX
Es sollte aus der Tabelle ersichtlich sein, daß diese erfindungsgemäße Emulsion die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser wesentlich verringert. In Tabelle IX wurde das oberflächenaktive Mittel Brij 72 mit dem niedrigen HLB-Wert von Tabelle VIII durch Laurylalkohol ersetzt.
In der nachfolgenden Tabelle X sind die drei Bestandteile der Siliconöl-Mischung alle nicht flüchtige Siliconöle. Entsprechend wurde Emulgator Brij 72 und Emulgator Macol SA-40 jeweils verwendet in einer Menge von 7,0 Teilen pro 100 Teile nicht flüchtigem Silicon. TABELLE X
Es sollte klar sein, daß die erfindungsgemäße Emulsion die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser wesentlich verringert.
In der nachfolgenden Tabelle XI wurden der Emulgator Brij 72 und Emulgator Macol SA-40 jeweils verwendet in einer Menge von 7,0 Teilen pro 100 Teile des einzelnen nicht flüchtigen Silicons. TABELLE XI
In der nach Tabellen IX und XI hergestellten Emulsion wurde als Konservierungsmittel Germaben IIE verwendet. Dabei handelt es sich um Diazolidinylharnstoff und Parabene. Germaben IIE ist ein Erzeugnis und ein Warenzeichen von Sutton Laboratories Inc., Chatham, New Jersey, USA.
Es sollte erkannt werden, daß durch die Emulsion von Tabelle XI die vom Collagenfilm aufgenommene Menge Wasser verringert ist, die Verringerung jedoch nicht so signifikant ist wie bei einigen der zuvor angegebenen erfindungsgemäßen Emulsionen, die eine Mischung von nicht flüchtigen und flüchtigen flüssigen Siliconen enthalten. Deshalb enthält die Emulsion von Tabelle XI weniger Emulgator Brij 72 pro 100 Teile nicht flüchtigem Silicon, welches erforderlich ist, um die Wirkung von Emulgator Macol SA-40 auszugleichen.
Das nachfolgende Beispiel zeigt die Erfindung mit einer erfindungsgemäßen Emulsion, die durch Emulsionspolymerisation erhalten wurde, im Gegensatz zur mechanischen Herstellung der Emulsion.

BEISPIEL VIII

259,70 g Wasser, 21,0 g Tergitol 15-S-20 , 17,5 g Arquad T27W , 24,5 g Brij 72 , 245 g cyclische Siloxane mit im Mittel 4 Siliconatomen pro Molekül und 2,1 g Hexamethyldisiloxan wurden unter Rühren in einen Reaktionsbehälter eingebracht und auf 85ºC erwärmt. Zu der Mischung im Reaktionsbehälter wurden 2,8g einer 50 gewichtsprozentigen Lösung von Natriumhydroxid zugesetzt. Die Reaktion konnte 6 Stunden unter Rühren ablaufen, ehe mit 2,1 g Eisessig neutralisiert wurde. Anschließend wurden in den Reaktionsbehälter 125,0 g Wasser und 0,21 g eines kommerziellen Biozids eingegeben. Das erhaltene Produkt war eine ölfreie Emulsion mit einer Partikelgröße des Silicons in der Emulsion von 235 nm. Die Collagenfilmprüfung von Beispiel I wurde wiederholt unter Verwendung eines mit dieser Emulsion behandelten Collagenfilmes. Die Emulsion wurde vorverdünnt auf einen Silicongehalt von 3,6 Gewichtsprozent für diese Prüfung. Die Prüfergebnisse zeigen, daß 0,42 g Wasser aus dem Film nach 30 Minuten abgelagert waren mit einem Ablagerungsniveau von 0,043 g. Im Vergleich mit Tabellen I und II ist ersichtlich, daß die Wasseraufnahme wesentlich verringert war.
Die vorstehenden Beispiele und Tabellen zeigen die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Emulsionen bezüglich ihres Vermögens, die Penetration von Wasser im Träger zu verringern, wenn dieser mit der Emulsion vorbehandelt und getrocknet wurde. Diese Eigenschaften und Vorteile machen die Emulsionen insbesondere geeignet für topische Hautpflegemittel, bei denen die Emulsion in die Haut eingerieben wird, und der abgelagerte Siliconfilm als eine Sperre zum Eindringen von Feuchtigkeit und Wasser in die Haut wirkt. Diese Eigenschaften helfen, die Vielzahl von Hauterkrankungen und Ausschlägen zu verringern und die Situation zu verbessern, die beispielsweise ausgelöst werden durch zu starkes Einwirken von Wasser, beispielsweise bei Windelausschlägen. Bei diesen Anwendungen kann die Emulsion formuliert werden einschließlich eines Parfums, Farbstoffes oder Konservierungsmittels oder anderen Hilfsstoffen, um Körperpflegeprodukte ein besseres ästhetisches Aussehen für die Verbraucher zu verleihen.
Zum Zwecke der Erfindung wird eine "Standard"-Emulsion definiert als eine Emulsion mit Siliconteilchen mit einem Teilchendurchmesser größer als 300 nm. Eine "feine" Emulsion ist definiert als eine Emulsion mit Siliconteilchen mit einem Teilchendurchmesser zwischen 140 bis 300 nm. Eine "Microemulsion" wird definiert als eine Emulsion mit Siliconteilchen mit einem Teilchendurchmesser von kleiner als 140 nm. Die Teilchengröße wird bestimmt unter Verwendung eines Teilchengrößemeßinstruments, das nach dem Prinzip des "quasi elastischen" Lichtstreuens in Übereinstimmung mit den Verfahren, wie sie von D.E. Koppal, im "Journal of Chemistry & Physics", Band 57, Seite 4814, (1972), beschrieben sind.
Nachfolgende Tabelle XII zeigt die Teilchengröße von Emulsionen, die in Übereinstimmung mit zahlreichen der vorstehenden Beispiele und Tabellen hergestellt wurden. Wenn möglich, wurde die Viskosität der flüssigen Siliconmischung oder des einzelnen flüssigen Silicons, das zur Herstellung der Emulsion verwendet wurde, angegeben. Zusätzlich ist der Typ der Emulsion in jedem Falle angegeben. TABELLE XII
Obwohl die Standardemulsionen, die in Tabelle XII angegeben sind, für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, sind feinteilige Emulsionen und Microemulsionen die bevorzugten Emulsionstypen. Obwohl Emulsionen mit einer Teilchengröße über etwa 300 nm geeignet sind, weisen die Emulsionen vorzugsweise eine Teilchengröße zwischen 140 und 300 nm auf, ganz besonders bevorzugt unter 140 nm.
Aus Tabelle XII sollte auch klar sein, daß Emulsionen mit einer sehr viel kleiner Teilchengröße erhalten werden, wenn das flüssige Silicon oder die Mischung von flüssigen Siliconen, die zur Herstellung der Emulsion verwendet werden, eine niedrige Viskosität aufweisen. Deshalb hat die in Tabelle XII wiedergegebene Standardemulsion unter Verwendung eines einzelnen flüssigen Silicons mit einer Viskosität von 1.000 mPa.s (Centipoise) eine Teilchengröße von 1.181 nm im Vergleich zu Emulsionen, die aus flüssigen Siliconmischungen mit einer Gesamtviskosität von kleiner als 100 mPa.s (Centipoise), insbesondere 76-81 mPa.s (Centipoise), eine Teilchengröße von sehr viel kleiner als 1.181 nm aufweisen.
Mit vielen typischen Hautpflegeprodukten, die die erfindungsgemäße Emulsion verwenden, ist es lediglich erforderlich, eine kleine Menge der Emulsion auf die Innenseite einer Hand zu geben und die Hände aneinander zu reiben und dann die Hände dazu zu verwenden, die Emulsion auf Körperflächen zu verteilen, deren Haut beschichtet werden soll. Wiederholte tägliche topische Anwendungen können erforderlich sein.

Claims

1. Öl-in-Wasser Emulsion eines Siliconöls, enthaltend Wasser, ein Siliconöl und mindestens zwei, jeweils bei Raumtemperatur feste, nichtionische Emulgatoren, wobei einer der nichtionischen Emulgatoren einen niedrigeren HLB-Wert unter 8.0 und der andere der nichtionischen Emulgatoren eine höheren HLB-Wert über 1,50 aufweist.

2. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der nichtionischen Emulgatoren einen niedrigeren HLB-Wert unter 6,0 und der andere der nichtionischen Emulgatoren einen höheren HLB-Wert über 17,0 aufweist.

3. Emulsion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliconöl eine Mischung flüssiger Silicone ist, die mindestens ein nichtflüchtiges Siliconöl mit einer bei 25ºC gemessenen Viskosität von mehr als 50 µm²/s (centistokes) und mindestens ein flüchtiges Siliconöl mit einer bei 25ºC gemessenen Viskosität von unter 5 µm²/s (centistokes) enthält.

4. Emulsion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält: von 1-70 Gew.-% der Siliconölmischung, 5-50 Gewichtsteile des Emulgators mit niedrigerem HLB- Wert pro 100 Teile nichtflüchtigen Siliconöls in der Mischung und 20-150 Gewichtsteile des Emulgators mit höherem HLB-Wert pro 100 Teile des Emulgators mit niedrigerem HLB-Wert, und der Rest Wasser ist.

5. Emulsion nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Emulgator mit niedrigerem HLB-Wert einen bei Raumtemperatur festen Fettalkohol enthält, ausgewählt aus Laurylalkohol, Myristylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol und Cetylalkohol.

6. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mechanisch hergestellt ist.

7. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Emulsionspolymerisation hergestellt ist.

8. Emulsion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconölmischung eine Viskosität von weniger als 100 mPas (centipoise) aufweist.

9. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Siliconöls in der Emulsion zwischen 140-300 nm beträgt.

10. Emulsion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Siliconöls in der Emulsion kleiner als 140 nm ist.

11. Verwendung der Öl-in-Wasser Emulsion eines Siliconöls nach Anspruch 1 zum Herstellen einer topischen Formulierung für Hautpflege, die als Sperre für die Zufuhr von Feuchtigkeit und Wasser in die Haut wirkt, zum Lindern einer oder mehrerer der bekannten dermatologischen Hauterkrankungen von Menschen, ausgelöst durch übermäßige Einwirkung von Wasser.