EP1891167A1 - Surface-modified metal oxides, method for production and use thereof in cosmetic preparations - Google Patents

Surface-modified metal oxides, method for production and use thereof in cosmetic preparations

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EP1891167A1
EP1891167A1 EP06763379A EP06763379A EP1891167A1 EP 1891167 A1 EP1891167 A1 EP 1891167A1 EP 06763379 A EP06763379 A EP 06763379A EP 06763379 A EP06763379 A EP 06763379A EP 1891167 A1 EP1891167 A1 EP 1891167A1
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EP
European Patent Office
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acid
mol
zinc
copolymer
metal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06763379A
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German (de)
French (fr)
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Jens Rieger
Jutta Kissel
Valerie Andre
Nathalie Bouillo
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to surface-modified nanoparticulate metal oxides, processes for their preparation and their use as UV filters in cosmetic preparations
  • Metal oxides are used for a variety of purposes, such as white pigment, catalyst, antibacterial skin protection cream and rubber vulcanization activator.
  • cosmetic sunscreens there are finely divided zinc oxide or titanium dioxide as UV-absorbing pigments
  • nanoparticles refers to particles having an average diameter of 5 to 10,000 nm, determined by means of electron microscopic methods
  • Zmkoxidnanoparticles with particle sizes below about 30 nm are potentially suitable for use as UV absorbers in transparent organic-inorganic Hyb ⁇ dmaterialien, plastics, paints and coatings
  • a use for the protection of UV-sensitive organic pigments is possible.
  • Nanoparticulate metal oxides can be obtained, for example, by the microemulsion method.
  • a solution of a metal alkoxide is added dropwise to a water-in-oil microemulsion.
  • the hydrolysis of the alkoxides to the nanoparticulate metal oxide takes place.
  • the disadvantages of this method are, in particular, that the metal alkoxides are expensive starting materials, that in addition emulsifiers must be used and that the preparation of the emulsions with droplet sizes in the nanometer range represents a complex process step.
  • nanoparticulate zinc oxide prepared by a precipitation reaction.
  • the nanoparticulate zinc oxide is prepared from a Zinkacetatiösung via an alkaline precipitate.
  • the centrifuged zinc oxide can be redispersed by addition of methylene chloride to a sol.
  • the zinc oxide dispersions prepared in this way have the disadvantage that they have no good long-term stability owing to the lack of surface modification.
  • WO 00/50503 describes zinc oxide gels which contain nanoparticulate zinc oxide particles having a particle diameter of ⁇ 15 nm and which are redispersible to give brines.
  • the precipitations produced by basic hydrolysis of a zinc compound in alcohol or in an alcohol / water mixture are added by addition of dichloromethane or chloroform redispersed.
  • the disadvantage here is that no stable dispersions are obtained in water or in aqueous dispersants.
  • WO 93/21 127 describes a process for producing surface-modified nanoparticulate ceramic powders.
  • a nanoparticulate ceramic powder is surface-modified by applying a low-molecular organic compound, for example propionic acid.
  • a low-molecular organic compound for example propionic acid.
  • This method can not be used for the surface modification of zinc oxide since the modification reaction tions are carried out in aqueous solution and Zi ⁇ koxid dissolves in aqueous organic acids. Therefore, this method can not be used for the production of zinc oxide dispersions;
  • zinc oxide in this application is also not mentioned as a possible starting material for nanoparticulate ceramic powders.
  • JP-A-04 164 814 describes a process which leads to finely divided ZnO by precipitation in an aqueous medium at elevated temperature even without thermal aftertreatment.
  • the mean particle size is 20 to 50 nm, without specifying the degree of agglomeration. These particles are relatively large. This leads to scattering effects even with minimal agglomeration, which are undesirable in transparent applications.
  • JP-A-07 232 919 describes the preparation of ZnO particles of zinc particles of from 5 to 10000 nm by reaction with organic acids and other organic compounds such as alcohols at elevated temperature.
  • the hydrolysis takes place here in such a way that the by-products formed (esters of the acids used) can be distilled off.
  • the method allows the production of ZnO-Puivern, which are redispersible by previously carried out surface modification.
  • Metal oxides hydrophobized with organosilicon compounds are described i.a. described in DE 33 14 741 A1, DE 36 42 794 A1 and EP 0 603 627 A1 and in WO 97/16156.
  • An irreversible aggregation of the particles should be avoided if possible, so that a complex milling process can be avoided.
  • the copolymer P no further monomers selected from the group consisting of Cs-C3o-alkyl esters of monoethylenically unsaturated C3-C8 carboxylic acids, N-alkyl or N, N-dialkyl-substituted amides of acrylic acid or Methacrylic acid with C 3 -Cis-alkyl radicals, or may contain vinyl esters of aliphatic C8-C30 carboxylic acids.
  • the monomer A) is selected from the substance group of N-vinylamides. These may be both open-chain and cyclic N-vinylamides (N-vinyllactams).
  • the monomers chosen usually have 2 to 15 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms. Examples of N-vinylamides or N-vinyllactams are those which are characterized by the following formula (I):
  • R 4, R 5 independently of one another are H or C 1 -C 6 -alkyl or may together form an A-to 8-membered cycle which may be saturated or mono- or polyunsaturated and may optionally carry further substituents.
  • Suitable open-chain compounds of this type are, for example, N-vinylformamide, N-vinyl-N-methylformamide, N-vinyl-N-ethylformamide, N-vinyl-N-propylformamide, N-vinyl-N-isopropylformamide, N-vinylene [-N butylformamide, N-vinyl-N-isobutylformamide, N-vinyl-Nt-butylformamide, N-vinyl-Nn-pentylformamide, N-vinyl-Nn-hexylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, N ⁇ / inyl- N-ethylacetamide, N-vinylpropionamide, N-vinyl-N-methylpropionamide and N-vinylbutyramide.
  • N-vinylformamide and N-vinyl-N-methylacetamide are particularly preferred.
  • the N-vinyllactams examples which may be mentioned are N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone and N-vinylcaprolactam.
  • N-vinylpyrrolidone is preferably used, while N-vinylformamide of the open-chain N-vinylamides is preferably used.
  • Copolymers of, for example, N-vinylformamide and N-vinylpyrrolidone, which may be present in the copolymer in any desired ratio, can be used in accordance with the invention.
  • the monomers A) can be used as such or as mixtures with one another.
  • the monomer B) contains per molecule a radically polymerizable ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated double bond and one anionogenic and / or anionic group per molecule.
  • the compounds B) are selected from monoethylenically unsaturated carboxylic acids, sulfonic acids, phosphonic acids and mixtures thereof.
  • monoethylenically unsaturated carboxylic acids are monoethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids having 3 to 25, preferably 3 to 8 carbon atoms to understand.
  • examples thereof are acrylic acid, methacrylic acid, dimethacrylic acid, ethacrylic acid, ⁇ -chloroacrylic acid, maleic acid, methylenemalonic acid, allylacetic acid, vinylacetic acid, crotonic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, aconitic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
  • Acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or mixtures of said carboxylic acids are preferably used from this group of monomers.
  • the monoethylenically unsaturated carboxylic acids can be used in the form of the free acid and, if present, the anhydrides or in partially or completely neutralized form in the copolymerization.
  • alkali metal or alkaline earth metal bases ammonia or amines, e.g. Sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, soda, potash, Nathumhydro- gencarbonat, magnesium oxide, calcium hydroxide, calcium oxide, gaseous or aqueous ammonia, triethylamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, morpholine, diethylenetriamine or tetraethylenepentamine.
  • the monomers B) furthermore include the half-esters of monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10, preferably 4 to 6, carbon atoms, eg. B. of maleic acid such as monomethyl maleate.
  • the monomers B) also include monoethylenically unsaturated suifonic acids and phosphonic acids, for example vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, sulfoethyl acrylate, sulfoethyl methacrylate, sulfopropyl acrylate, sulfopropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-acryloxypropylsulfonic acid, 2-hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2- methylpropanesulfonic acid, vinylphosphonic acid, allylphosphonic acid and acrylamido methanepropanephosphonic acid.
  • monoethylenically unsaturated suifonic acids and phosphonic acids for example vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, sulfoethyl acryl
  • the monomers B) can be used as such or as mixtures with one another.
  • component B) is selected from acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, ⁇ -chloroacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, aconitic acid and mixtures thereof.
  • Component B) is particularly preferably selected from acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and mixtures thereof, very particularly preferably acrylic acid.
  • Copolymer P to be used particularly advantageously as a coating for the surface-modified nanoparticulate metal oxides according to the invention contains from 75 to 99 mol% of N-vinylpyrrolidone and from 1 to 25 mol% of acrylic acid.
  • C ⁇ -C3o-alkyl esters of monoethylenically unsaturated C3-Ca carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, dimethacrylic acid, ethacrylic acid, maleic acid, citraconic acid, methylenemalonic acid, allylacetic acid, vinylacetic acid, crotonic acid, fumaric acid, mesaconic acid or itaconic acid.
  • the alkyl radicals also include cycloalkyl radicals.
  • Examples of further comonomers which are excluded are octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, myristyl acrylate, cetyl acrylate, stearyl acrylate, oleyl acrylate, behenyl acrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, myristyl methacrylate, Cetyl methacrylate, stearyl methacrylate, oleyl methacrylate, behenyl methacrylate or tert-butylcyclohexyl acrylate.
  • alkyl radicals are C ⁇ -C 16 -alkyl or cycloalkyl radicals, for example N-stearyl acrylamide, N-stearylmethacrylamide, N-stearyl acrylamide Octyl
  • Vinyl esters of aliphatic carboxylic acids for example vinyl esters of octane, N ⁇ nan-, decane, undeca, Laurirv, tridecane, myristic, pafmitin, stearic, arachi ⁇ - or behenic acid or oleic acid.
  • the following copolymerisable monomers in amounts of 0 to 39 mol%, preferably 1 to 20 mol%, particularly preferably 2 to 10 mol%. be used.
  • Suitable comonomers C) are, for example, the C 1 -C 7 -alkyl esters, C 1 -C 7 -alkyamides and nitriles of the mono- and dicarboxylic acids mentioned above (as monomer B), for example methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, Hydroxypropyimethacrylat, Hydroxyisobutylacrylat, sobutylmethacrylat Hydroxyi-, maleic acid monomethyl ester, maleic acid dimethyl ester, maleic klaremonoethylester, diethyl maleate, acrylamide, methacrylamide, N 1 N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl-acrylamide, N-diethylacrylamide, N-isopropy
  • Suitable copolymerizable compounds C) are also N-vinylamines, in particular N-vinylamine, and N-vinylimines such as N-vinylimidazole, N-vinyl-2-methylimidazole, N-Vi ⁇ yl-4-methylimidazole, preferably N-vinylimidazole
  • monomers C are also vinyl esters of aliphatic carboxylic acids (C 1 -C 7 -carboxylic acids), for example vinyl acetate, vinyl propionate.
  • Suitable monomers C are furthermore the vinyl ethers, for example octadecyl vinyl ether.
  • the cationogenic or cationic groups of these monomers are preferably nitrogen-containing groups, such as primary, secondary and tertiary amino groups, and quaternary ammonium groups.
  • the nitrogen-containing groups are tertiary amino groups or quaternary ammonium groups.
  • Charged cationic groups can be prepared from the amine nitrogens either by protonation, eg. With monohydric or polybasic carboxylic acids such as lactic or tartaric acid, or mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid, or by quaternization, e.g.
  • alkylating agents such as C 1 -C 4 alkyl halides or sulfates.
  • alkylation centers are ethyl chloride, ethyl bromide, methyl chloride, methyl bromide, dimethyl sulfate and Diethylsul- fat.
  • the monomers C) are used in a charged form for the polymerization.
  • Suitable compounds C) are, for.
  • Preferred amino alcohols are C 2 -C 12 amino alcohols, which are dialkylated on the amine nitrogen Ci-C e.
  • esters As the acid component of these esters are z.
  • N, N-dimethylaminomethyl (rneth) acrylate N 1 N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N 1 N- dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate and N 1 N- dimethylaminocyclohexyl (meth) acrylate.
  • Suitable monomers C) are furthermore the amides of the abovementioned ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids with diamines which have at least one primary or secondary amino group.
  • diamines having a tertiary and a primary or secondary amino group.
  • N- [4- (dimethylamino) cyclohexyl] methacrylamide etc used. Particular preference is given to using N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide and / or N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide.
  • Suitable monomers C) are furthermore N, N-diallylamines and N, N-diallyl-N-alkylamines and their acid addition salts and quaternization products.
  • Alkyl is preferably C 1 -C 24 -alkyl. Preference is given to N, N-diallyl-N-methylamine and N, N-diallyl-N, N-dimethylammonium compounds, such as. As the chlorides and bromides.
  • Suitable monomers C) are also vinyl-substituted and allyl-substituted nitrogen heterocycles, such as N-vinylimidazole, N-vinyl-2-methylimidazole, vinyl- and allyl-substituted heteroaromatic compounds, such as 2- and 4-vinylpyridine, 2- and 4-allylpyridine , and the salts thereof.
  • Preferred monomers C) are the N-vinylimidazo! Derivatives of the general formula (II) in which R 1 to R 3 are hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl
  • Preferred examples of monomers C) are 3-methyl-i-vinylimidazolium chloride and methosulfate, dimethyldiallylammonium chloride and
  • N, N-dimethylaminoethyl methacrylate and N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide which have been quaternized by methyl chloride, dimethyl sulfate or diethyl sulfate.
  • Particularly preferred monomers C) are 3-methyl- 1 -vinyiimidazolium chloride and methosulfate and dimethyldiallylammonium chloride (DADMAC) 1, very particular preference is given to 3-methyl-1-vinylimidazolium chloride and methosulfate.
  • DMDMAC dimethyldiallylammonium chloride
  • Another copolymerizable monomer C) is diallylammonium chloride.
  • the stated monomers C) can be used according to the invention either individually or in the form of mixtures of several of the compounds mentioned.
  • the preparation of the copolymers is carried out by known methods, e.g. solution, precipitation, or reverse suspension polymerization using compounds which form radicals under the polymerization conditions.
  • the Polymerisationstemperature ⁇ are usually in the range of 30 to 200, preferably 40 to 110 0 C.
  • Suitable initiators are, for example, azo and per-oxy compounds, and the customary redox initiator, such as combinations of Hydrogen peroxide and reducing compounds, for example, sodium sulfite, Nat ⁇ umbisulfit, Nat ⁇ umformaldehydsulfoxilat and hydrazine
  • the copolymers P have K values of at least 7 to 130, preferably 10 to 100, particularly preferably 10 to 50.
  • the K values are determined by H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, Volume 13, 58 to 64 and 71 to 74 (1932) in aqueous 0.1 M NaCl solution at 25 ° C., at polymer concentrations which, depending on the K value range, are between 0.1% and 5%, preferably 1%.
  • a preferred embodiment of the metal oxides according to the invention is characterized in that the metal oxide particles have an average primary particle diameter of 5 to 10,000 nm, preferably 10 to 200 nm, particularly preferably 10 to 50 nm, particle diameter determined by scanning and transmission electron microscopy
  • Preferred metal oxides in the context of the present invention are titanium dioxide and zinc oxide, particularly preferably zinc oxide
  • the invention is based on the finding that by a surface modification of nanoparticulate metal oxides with copolymer P, a long-term stability of dispersions of the surface-modified metal oxides, in particular in cosmetic preparations without undesirable pH changes in the storage of these preparations can be achieved.
  • Another object of the invention is a method for producing a surface-modified nanoparticulate metal oxide, wherein the metal is selected from the group consisting of aluminum, cerium, iron, titanium, zinc and zirconium, by
  • copolymer P contains, with the proviso that the copolymer P no further monomers selected from the group consisting of Cs-Cao alkyl esters of monoethylenically unsaturated CVC ⁇ carboxylic acids, N-alkyl or N, N-D ⁇ alkyl- substituted amides of acrylic acid or may contain methacrylic acid with C ⁇ -Ci ⁇ -alkyl radicals, or vinyl esters of aliphatic C ⁇ -Cso-carboxylic acids
  • the metal salts in process step a may be metal halides, acetates, sulfates or nitrates.
  • Preferred metal salts are halides, for example zinc chloride, titanium tetrachloride and nitrates, for example zinc (II) nyltrate, and acetates, for example zinc (II) acetate.
  • alcoholic solution means a methanolic or ethanolic solution or else a mixture of water and an alcohol, for example methanol, ethanol or isopropanol
  • the precipitation of the metal oxide in process step a. can at a temperature in the range of 2O 0 C to 100 0 C., preferably in the range of 25 0 C to 40 0 C.
  • the precipitation may be carried out at a pH in the range of 3 to 13.
  • the pH at precipitation is in the range of 7 to 11.
  • the concentration of the metal salts is generally in the range of 0.05 to 1 mol / l, preferably in the range of 0, 1 to 0.5 mol / l, particularly preferably in the range of 0.2 to 0.4 mol / l ,
  • the fall time is generally 0.2 to 8 hours, preferably 0.2 to 7 hours, more preferably 0.5 to 5 hours, most preferably 1 to 2 hours.
  • copolymer P used as surface coating in the process according to the invention both in the general and in the preferred embodiment, reference is made to the description made at the outset.
  • the present invention is in particular a process for the preparation of surface-modified nanoparticulate zinc oxide by
  • Z ⁇ nk (II) or n ⁇ trat Z ⁇ nk (II) acetate at a temperature in the range of 25 to 4O 0 C and a pH in the range of 7 to 11 in the presence of an alkali metal hydroxide,
  • the precipitation of the zinc oxide in process step a For example, by metering in an aqueous solution of a mixture of copolymer P and an alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide, in particular NaOH to the aqueous solution of zinc (II) chloride, zinc (II) nitrate or zinc (II) acetate or by simultaneous Zusensieren each an aqueous solution of zinc (II) chloride, zinc (II) nitrate or zinc (II) acetate and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide or Ammont- umhydroxids, in particular NaOH to an aqueous solution of the copolymer P.
  • an alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide in particular NaOH to the aqueous solution of zinc (II) chloride, zinc (II) nitrate or zinc (II) acetate
  • Zusensieren each an aqueous solution of zinc (II) chloride
  • the separation of the precipitated metal oxide from the aqueous reaction mixture can be carried out in a conventional manner, for example by filtration or centrifugation.
  • the resulting filter cake can be dried in a conventional manner, for example in a drying oven at temperatures between 40 and 100 0 C, preferably between 50 and 70 0 C under atmospheric pressure to constant weight.
  • Another object of the present invention is a cosmetic composition containing a surface-coated zinc oxide or a zinc oxide dispersion according to the invention.
  • Another object of the present invention is the use of surface-modified metal oxide, in particular titanium dioxide or zinc oxide, which are prepared by the process according to the invention:
  • the surface-modified metal oxide in particular titanium dioxide or zinc oxide
  • the surface-modified metal oxide is redispersible in a liquid medium and forms stable dispersions. This is particularly advantageous because of the dispersions prepared from the zinc oxide according to the invention the further processing need not be redispersed, but can be processed directly.
  • the surface-modified metal oxide is redispersible in polar organic solvents and forms stable dispersions. This is particularly advantageous, since this uniform incorporation, for example, in plastics or films is possible.
  • the surface-modified metal oxide is redispersible in water and forms stable dispersions there. This is particularly advantageous, since this opens up the possibility of using the material according to the invention, for example in cosmetic formulations, wherein the omission of organic solvents represents a great advantage. Also conceivable are mixtures of water and polar organic solvents.
  • the surface-modified metal oxide particles have a diameter of from 10 to 200 nm. This is particularly advantageous since a good re-dispersibility is ensured within this size distribution.
  • the metal oxide nanoparticles have a diameter of 10 to 50 nm. This size range is particularly advantageous since, after redispersion of such zinc oxide nanoparticles, the resulting dispersions are transparent and thus, for example, when added to cosmetic formulations, do not affect the coloration. In addition, this results in the possibility for use in transparent films.
  • metal oxides in particular titanium dioxide or zinc oxide
  • UV absorbers it is advisable to use particles with a diameter of more than 5 nm, since below this limit, the absorption edge shifts to the short-wave range (L. Brus , J. Phys., Chem. (1986), 90, 2555-2560).
  • Another object of the present invention is a cosmetic composition containing a surface-modified metal oxide according to the invention, in particular titanium dioxide and / or zinc oxide. This is particularly advantageous since, due to the fine distribution of the metal oxide particles, in particular the zinc oxide particles, these can unfold their skin-soothing effect more effectively.
  • the cosmetic agent serves to care for or protect the skin, in particular for sun protection or for care in sunlight exposure, and is in the form of an emulsion, a dispersion, a suspension, an aqueous surfactant preparation, a milk, a lotion, a cream , a balm, an ointment, a gel, a granule, a powder, a stick preparation, such as a lipstick, a foam, an aerosol or a spray.
  • Such formulations are well suited for topical preparations.
  • Suitable emulsions are oil-in-water emulsions and water-in-oil emulsions or microemulsions. This is particularly advantageous because the UV-absorbing and soothing action of, for example, zinc oxide can be used simultaneously by use in sunscreens.
  • the surface-modified metal oxides according to the invention are very suitable for use in sunscreens, since the particles can be produced in a size which makes them appear transparent to the human eye. This results in no white veil on the skin when applied.
  • a further advantage is the fact that zinc oxide in particular is a broadband UV filter whose UV absorption behavior makes it possible to provide a sunscreen agent which no longer requires any further chemical UV filter substances. Thereby, the risk of skin irritation or allergic reactions by decomposition products of chemical filters or by these substances themselves can be avoided, which greatly increases the general compatibility of such a designed sunscreen.
  • the cosmetic agent is used for topical application on the skin. Topical preparations are to be understood as meaning those preparations which are suitable for applying the active ingredients to the skin in fine distribution and preferably in a form absorbable by the skin. For this purpose, e.g.
  • aqueous and aqueous-alcoholic solutions sprays, foams, foam aerosols, ointments, aqueous gels, emulsions of the O / W or W / O type, microemulsions or cosmetic stick preparations.
  • the agent contains a carrier.
  • a carrier is water, a gas, a water-based liquid, an oil, a gel, an emulsion or microemulsion, a dispersion or a mixture thereof.
  • the mentioned carriers show a good skin compatibility.
  • Particularly advantageous for topical preparations are aqueous gels, emulsions or microemulsions.
  • Nonionic surfactants, zwitterionic surfactants, ampholytic surfactants or anionic emulsifiers can be used as emulsifiers.
  • the emulsifiers may be present in the composition according to the invention in amounts of from 0.1 to 10, preferably from 1 to 5,% by weight, based on the composition.
  • a nonionic surfactant for example, a surfactant of at least one of the following groups may be used:
  • Alkyl mono- and oligoglycosides having 8 to 22 carbon atoms in the alkyl radical and their ethoxylated analogs
  • Polyol and especially polyglycerol esters e.g. Polyglycerinpolyricinoleat, Polygl ycerinpoly-12-hydroxystearat or Polyglycerindimerat. Also suitable are mixtures of compounds of several of these classes of substances;
  • Partial esters based on linear, branched, unsaturated or saturated C ⁇ / 22 fatty acids, ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid and glycerol, polyglycerol, pentaerythritol, dipentaerythritol, sugar alcohols (eg sorbitol), alkyl glucosides (eg methyl glucoside, butyl glucoside , Lauryl glucoside) as well as polyglucosides (eg cellulose);
  • zwitterionic surfactants can be used as emulsifiers.
  • Zwitterionic surfactants are those surface-active compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one carboxy or sulfonate group in the molecule.
  • Particularly suitable zwitterionic surfactants are the so-called betaines, such as N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoalkyldimethylammonium glycinate, N-acylamino-propyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoacylaminopropyldimethylammonium glycinate, and 2-alkylbenzenesulfonate.
  • ampholytic surfactants are to be understood as meaning those surface-active compounds which contain, in addition to a C 5-10 alkyl or acyl group in the molecule, at least one free amino group and at least one -COOH or -SCH group and are capable of forming internal salts.
  • ampholytic surfactants are N-alkylglycines, N-alkylpropionic acids, N-alkylamino-butanoic acids, N-alkyliminodipropionic acids, N-hydroxyethyl-N-alkylamido-propylglycines, N-alkyltaurines, N alkylsarcosines, 2-alkylaminopropionic acids and alkylaminoacetic acids each having about 8 to 18 C atoms in the alkyl group.
  • ampholytic surfactants are N-cocoalkylaminopropionate, cocoacylaminoethylaminopropionate and C 12/18 acylsarcosine.
  • quaternary emulsifiers are also suitable, those of the esterquat type, preferably methyl-quaternized difatty acid triethanolamine ester salts, being particularly preferred.
  • anionic emulsifiers it is possible to use alkyl ether sulfates, monoglyceride sulfates, fatty acid sulfates, sulfosuccinates and / or ether carboxylic acid.
  • silicone compounds for example dimethylpolysiloxanes, methylphenylpolysiloxanes, cyclic silicones and also amino, fatty acid, alcohol, polyether, epoxy, fluorine, alkyl and / or glycoside-modified silicone rubbers.
  • the oil bodies may be present in the compositions according to the invention in amounts of from 1 to 90, preferably from 5 to 80, and in particular from 10 to 50,% by weight, based on the composition.
  • the composition according to the invention contains further UV light protection filters in the form of soluble compounds or other pigments.
  • a sunscreen center To create, which achieves good UV absorption properties without further UV filter substances, it may be desirable in individual cases to add to the cosmetic product or the sunscreen more UV filter substances. This can e.g. be necessary if a special emphasis should be placed on filter performance.
  • One or more further UV light protection filters can be added to the composition according to the invention.
  • UV light protection filters are organic substances capable of absorbing ultraviolet rays and absorbing the absorbed energy in the form of longer wavelength radiation, e.g. Heat, give it up again.
  • the organic substances may be oil-soluble or water-soluble.
  • oil-soluble UV-B filters e.g. the following substances are used;
  • 4-aminobenzoic acid derivatives preferably 2-ethylhexyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-octyl 4- (dimethylamino) benzoate and 4- (dimethylamino) benzoic acid ester;
  • Esters of cinnamic acid preferably 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate, 4-propyl methoxy cinnamate, isoamyl 4-methoxycinnamate, 4-isoacetyl methoxycinnamate, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (octocrylene);
  • Esters of salicylic acid preferably 2-ethylhexyl salicylate, 4-isopropylbenzyl salicylate, homomenthyl salicylate;
  • benzophenone preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone;
  • Esters of benzalmalonic acid preferably di-2-ethylhexyl 4-methoxybenzmalonate
  • Triazine derivatives such as 2,4,6-Trianili ⁇ o- (p-carbo-2'-ethyl-1 ' hexyloxy) -1,3 J 5-triazine (octyl triazone) and dioctyl butamido triazone (Uvasorb ® HEB).
  • Propane-1,3-diones e.g. 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione.
  • Suitable water-soluble substances are:
  • Sulfonic acid derivatives of benzophenones preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid and its salts;
  • Sulfonic acid derivatives of the 3-benzylidene camphor e.g. 4- ⁇ 2-Oxo-3-bornylidenemethyl) be ⁇ zolsulfonklare and 2-methyl-5- (2-oxo-3-bor ⁇ yliden) sulfonic acid and salts thereof.
  • esters of cinnamic acid preferably 4-methoxycinnamic acid 2-ethylhexyl ester, 4-methoxycinnamic acid isopentyl ester, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (octocrylene).
  • Typical UV-A filters are:
  • benzoylmethane such as 1- (4'-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione, 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzylmethane or 1 -Phenyl-3- (4'-isopropylpheny [) -propane-1,3-dione; Amino-hydroxy-substituted derivatives of benzophenones such as N, N-diethylamino-hydroxybenzoyl-n-hexyl benzoate.
  • UV-A and UV-B filters can also be used in mixtures.
  • insoluble pigments e.g. finely disperse metal oxides or salts such as titanium dioxide, iron oxide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, silicates (talc), barium sulfate and zinc stearate.
  • the particles should have an average diameter of less than 100 nm, preferably between 5 and 50 nm and in particular between 15 and 30 nm.
  • secondary light stabilizers of the antioxidant type which interrupt the photochemical reaction chain which is triggered when UV radiation penetrates into the skin.
  • Typical examples are superoxide dismutase, tocopherols (vitamin E) and ascorbic acid (vitamin C).
  • the total amount of light stabilizer in the sunscreen according to the invention is usually from 1 to 20, preferably 5 to 15 wt .-%.
  • the composition according to the invention may contain from 1 to 95, preferably from 5 to 80, and in particular from 10 to 60,% by weight of water.
  • the cosmetic composition according to the invention further contains nourishing substances, other cosmetic active ingredients and / or auxiliaries and additives.
  • Skin-moisturizing agents, antimicrobial substances and / or deodorant or antiperspirant substances are used in particular as weathering cosmetic active ingredients. This has the advantage that it is possible to obtain further desired effects which contribute to the care or treatment of the skin or, for example, increase the sense of well-being of the user of the cosmetic composition when using this composition.
  • the surface-modified zinc oxide, water and physiologically suitable solvents among other nourishing ingredients such as oils, waxes, fats, moisturizers, thickeners, emulsifiers and fragrances may be included.
  • a high proportion of nourishing substances is particularly advantageous for topical prophylactic or cosmetic treatment of the skin. It is particularly advantageous if the composition contains further care components in addition to the animal and vegetable fats and oils, which in many cases also have care properties.
  • the group of care active substances which can be used includes, for example: fatty alcohols having 8-22 C atoms, in particular fatty alcohols of natural fatty acids; animal and vegetable protein hydrolysates, in particular elastin, collagen, keratin, milk protein, soy protein, silk protein, oat protein, pea protein, almond protein and wheat protein hydrolysates; Vitamins and vitamin precursors, in particular those of vitamin groups A and B; Mono-, di- and oligosaccharides; Rooe ⁇ extrakte; Honey extracts; ceramides; phospholipids; Vaseline, paraffin and silicone oils; Fatty acid and fatty alcohol esters, in particular the monoesters of the fatty acids with alcohols having 3 to 24 carbon atoms.
  • the preferred vitamins, provitamins or vitamin precursors to be used in the composition according to the invention include, among others:
  • Vitamins, provitamins and vitamin precursors from groups A, C, E and F in particular 3,4-didehydroretinol, ß-carotene (provitamin of vitamin A), ascorbic acid (vitamin C), and the palmitic acid esters, glucosides or phosphates of ascorbic acid, tocopherols , in particular ⁇ -tocopherol and its esters, eg the acetate, nicotinate, phosphate and succinate; vitamin F, which is understood as meaning essential fatty acids, especially linoleic acid, linolenic acid and arachidonic acid;
  • Vitamin A and its derivatives and provitamins advantageously show a particular skin-smoothing effect.
  • the preferred vitamins, provitamins or vitamin precursors of the vitamin B group or derivatives thereof and derivatives of 2-furanone to be used in the composition according to the invention include:
  • Vitamin Bi common name thiamine, chemical name 3 - [(4'-amino-2'-methyl-5'-pyrimidinyl) methyl] -5- (2-hydroxyethyl) -4-methylthiazolium chloride.
  • Thiaminhydrochlohd is preferably used in amounts of 0.05 to 1 wt .-%, based on the total agent.
  • Vitamin B2 common name riboflavin, chemical name 7,8-dimethyl-10- ⁇ 1-D-ribityl) -benzo [g] pteridine-2,4 (3H, 10H) -dione.
  • riboflavin z As in whey, other riboflavin derivatives can be isolated from bacteria and yeasts.
  • a stereoisomer of riboflavin which is likewise suitable according to the invention is lyxoflavin which can be isolated from fishmeal or liver and which instead of D-ribity! carries a D-Arabityl residue.
  • Riboflavin or its derivatives are preferably used in amounts of from 0.05 to 1% by weight, based on the total agent. Vitamin B3.
  • the compounds nicotinic acid and nicotinamide are often performed.
  • Preferred according to the invention is the nicotinic acid amide, which is preferably present in the agents according to the invention in amounts of from 0.05 to 1% by weight, based on the total agent.
  • Vitamin Bs pantothenic acid and panthenol.
  • Panthenol is preferably used.
  • Derivatives of panthenol which can be used according to the invention are, in particular, the esters and ethers of panthenol and also cationically derivatized panthenols.
  • Particularly preferred derivatives are the commercially available substances dihydro-3-hydroxy-4,4-dimethyl-2 (3H) -furanone with the trivial name pantolactone (Merck), 4 hydroxymethyl- ⁇ -butyrolactone (Merck), 3,3-dimethyl 2-hydroxy- ⁇ -butyrolactone (Aldrich) and 2,5-dihydro-5-methoxy-2-furanone (Merck), expressly including all stereoisomers.
  • these compounds impart moisturizing and soothing properties to the cosmetic composition according to the invention.
  • the said compounds of the vitamin Bs type and the 2-furanone derivatives are contained in the agents according to the invention preferably in a total amount of 0.05 to 10 wt .-%, based on the total agent. Total amounts of 0.1 to 5 wt .-% are particularly preferred.
  • Vitamin Be which is not understood to be a uniform substance but the derivatives of 5-hydroxymethyl-2-methylpyridin-3-ol known under the common names pyridoxine, pyridoxamine and pyridoxal.
  • Vitamin Bs is preferably present in the agents according to the invention in amounts of from 0.0001 to 1.0% by weight, in particular in amounts of from 0.001 to 0.01% by weight.
  • Vitamin B7 also known as vitamin H or "skin vitamin”.
  • Biotin is (3aS, 4S, 6aR) -2-oxohexahydrothienol [3,4-d] imidazole-4-valeric acid.
  • Biotin is preferably present in the compositions according to the invention in amounts of from 0.0001 to 1.0% by weight, in particular in amounts of from 0.001 to 0.01% by weight.
  • Panthenol, pantolactone, nicotinamide and biotin are very particularly preferred according to the invention.
  • Hiifs and additives are substances that are suitable for improving the aesthetic, performance and / or cosmetic properties, such as z.6.
  • Co-emulsifiers organic solvents, superfatting agents, stabilizers, antioxidants, waxes or greases, bodying agents, thickeners, Tanning agents, vitamins, cationic polymers, biogenic agents, preservatives, Hydr ⁇ tope, solubilizers, dyes and fragrances.
  • auxiliaries and additives can be used:
  • Antioxidants advantageously improve the stability of the compositions of the invention.
  • Antioxidants are, for example, amino acids (eg glycine, histidine, tyrosine, tryptophan) and their derivatives, imidazole and imidazole derivatives (eg urocaninic acid), peptides such as D, L-carnosine, D-carnosine, L-carnosine and their derivatives (eg.
  • carotenoids carotenoids
  • carotenes eg, 6- ⁇ -carotene, ⁇ -carotene, lycopene
  • lipoic acid and derivatives thereof eg dihydrolipoic acid
  • aurothioglucose propylthiouracil and other thio compounds
  • thioglycerol e.g. thiosorbitol
  • Thioglycolic acid thi redoxin
  • glutathione cysteine, cystine, cystamine and their glycosyl, N-acetyl, methyl, ethyl, propyl, amyl, butyl, lauryl, palmitoyl, oleyl, ⁇ Linoleyl, cholesteryl and glyceryl esters
  • salts dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, thiodipropionic acid and derivatives thereof (esters, ether
  • metal chelators eg ⁇ -hydroxyfatty acids, EDTA, EGTA, phytic acid, lactoferrin
  • ⁇ -hydroxy acids eg citric acid, lactic acid, malic acid
  • humic acids eg citric acid, lactic acid, malic acid
  • bile acid bile extracts
  • Gallic acid esters eg propyl, octyl and dodecyl gallate
  • flavonoids eg catechins, bilirubin, bievedin and their derivatives
  • unsaturated fatty acids and their derivatives eg ⁇ -linolenic acid, linoleic acid, arachidonic acid, oleic acid
  • folic acid and derivatives thereof Hydroquinone and its derivatives (eg arbutin), ubiquinone and ubiquinol and their derivatives, vitamin C and its derivatives (for example, ascorbyl palmitate, stearate, dipalmitate, acetate, magnesium
  • Vitamin A palmitate the coniferyl benzoate of benzoin, rutin, rutinic acid and its derivatives, dinathumrutinyldisulfate, cinnamic acid and its derivatives (eg, ferulic acid, ethylferlate, caffeic acid), kojic acid, chitosan glycolate and salicylate, butylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, Nordihydroguaiakharzklare, Nordihy droguajaretic acid, trihydroxybutyrophenone, uric acid and its derivatives, mannose and its derivatives, zinc and zinc derivatives (eg ZnO, ZnSO 4), selenium and selenium derivatives (eg selenomethionine), stilbenes and stilbene derivatives (e.g. B. Stilbenoxid, trans- Stiibenoxid).
  • cinnamic acid and its derivatives eg, ferulic acid,
  • suitable derivatives salts, esters, sugars, nucleotides, nucleosides, peptides and lipids
  • mixtures of said active substances or plant extracts for example tea tree oil, rosemary extract and rosmarinic acid
  • Preferred lipophilic, oil-soluble antioxidants from this group are tocopherol and its derivatives, gallic acid esters, flavonoids and carotenoids, and butylhydroxytoluene / anisole.
  • water-soluble antioxidants are amino acids, eg. As tyrosine and cysteine and their derivatives and tanning agents, especially those of plant origin are preferred.
  • the total amount of the antioxidants in the cosmetic compositions according to the invention is 0.001-20% by weight, preferably 0.05-10% by weight, in particular 0.1-5% by weight and very particularly preferably 0.1-2% by weight. -%.
  • Triterpenes in particular triterpenic acids such as ursolic acid, rosmarinic acid, betulinic acid, boswellic acid and bryonic acid,
  • Monomeric catechins especially catechin and epicatechin, leucoanthocyanidins, catechin polymers (catechin tannins) and gallotannins,
  • Thickener z. Gelatin
  • plant gums such as agar, guar gum, alginates, xanthan gum, gum arabic, karaya gum or locust bean gum, natural and synthetic clays and phyllosilicates, e.g. B. bentonite, hectorite, montmorillonite or Laponite ® , fully synthetic hydrocolloids such as polyvinyl alcohol, and also Ca, Mg or Zn soaps of fatty acids,
  • Structurants such as maleic acid and lactic acid
  • Alpha, beta and gamma cyclodextrins in particular for the stabilization of retinol,
  • Solvents, swelling and penetrating substances such as ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monoethyl ether, glycerol and diethylene glycol, carbonates, bicarbonates, guanidines, ureas and primary, secondary and tertiary phosphates
  • Perfume oil for example ⁇ - and ⁇ -hydroxycarboxylic acids,
  • Opacifiers such as latex, styrene / PVP and styrene / acrylamide copolymers
  • Pearlescent oils such as ethylene glycol mono- and distearate and PEG-3-distearate,
  • Propellants such as propane-butane mixtures, N 2 O, dimethyl ether, CO 2 and air.
  • the cosmetic composition according to the invention may contain, in minor amounts, further surfactants compatible with the other ingredients.
  • anionic surfactants are soaps, alkylbenzenesulfonates, alkanesulfonates, olefinsulfonates, alkyl ether sulfonates, glycerol ether sulfonates, ⁇ -methyl ester sulfonates, sulfo fatty acids, alkyl sulfates, fatty alcohol ether sulfates, glycerol ether sulfates, hydroxy mixed ether sulfates, fatty acid amide (ether) sulfates, mono- and dialkyl sulfonates.
  • succinates mono- and dialkylsulfosuccinamates, sulfotriglycerides, amide soaps, ether carboxylic acids and their salts, fatty acid isethionates, fatty acid sarcosinates, fatty acid taurides, N-acylamino acids such as acyl lactylates, acyl tartrates, acylglutamates and acylaspartates, alkyl oligoglucoside sulphates, protein fatty acid condensates (especially vegetable products Wheat base) and alkyl (ether) phosphates.
  • anionic surfactants contain polyglycol ether chains, these may have a conventional, but preferably a narrow homolog distribution.
  • nonionic surfactants are fatty alcohol polyglycol ethers, fatty acid polyglycol ethers, fatty acid amide polyglycol ethers, fatty amine polyglycol ethers, alkoxylated triglycerides, mixed ethers or optionally mixed partially oxidized alk (en) yloligoglycosides or glucuronic acid derivatives, fatty acid N-alkyl glyucamides, protein hydrolysates (in particular vegetable products based on wheat).
  • nonionic surfactants contain polyglycol ether chains, these may have a conventional, but preferably a narrow homolog distribution.
  • Typical examples of cationic surfactants are quaternary ammonium compounds and esterquats, especially quaternized fatty acid triaikanotamine ester salts.
  • amphoteric or zwitterionic surfactants are alkyl betaines, alkyl amidobetaines, aminopropionates, aminoglycinates, imidazolinium betaines and suifobetaines.
  • the cosmetic center according to the invention used as a sunscreen.
  • the resulting benefits have already been explained in detail.
  • the use of the zinc oxide dispersions according to the invention is also possible in particular in hair cosmetics such as shampoos, conditioners, rinses, hair lotions, hair gels, hair sprays etc.
  • hair cosmetics such as shampoos, conditioners, rinses, hair lotions, hair gels, hair sprays etc.
  • leave-on products which remain on the hair or scalp after application are particularly well suited.
  • the zinc oxide applied to the scalp and the hair can thus also act there as a UV protection agent or unfold its skin-soothing effect on the scalp.
  • the cosmetic agent is applied topically to the surface of the body to be treated or protected.
  • This form of application is particularly advantageous because it is easy to handle, so that incorrect dosages are largely excluded. Furthermore, an additional nourishing effect for the skin can be achieved. In addition, if only a few body parts are exposed to solar radiation, the sunscreen can only be applied specifically to these parts of the body.
  • Another object of the present invention is the use of the present invention surface-modified metal oxides for UV protection. This is particularly advantageous because due to the fineness of, for example, the surface-modified zinc oxide and the good distribution, a particularly high UV absorption is achieved.
  • a further subject of the present invention is the use of the surface-modified metal oxides according to the invention, in particular of zinc oxide as antimicrobial active ingredient.
  • the use of these particles is particularly advantageous for this purpose, because due to the fineness of the particles and the resulting large surface area, the antimicrobial effect is greatly improved and on the other hand, due to the good dispersing properties of the material, the zinc oxide is present in finely divided form.
  • the zinc oxide can be easily used in various dosage forms such as creams, skin milk, lotions or Tonics.
  • Another object of the present invention is a pharmaceutical agent containing a surface-modified metal oxide according to the invention.
  • This phar- Medicinal agent is characterized by the fact that due to the fineness of the particles, the pharmaceutical activity is greatly increased.
  • the pharmaceutical agent according to the invention has the advantage that due to the good long-term stability already described above, for example, the zinc oxide dispersions can be dispensed with the addition of stabilizers, which prevent segregation. Thus, in addition, the compatibility of the pharmaceutical agent is increased.
  • Emulsion A comprising 3 wt .-% Uvinui ® T150 and 4 wt .-% of zinc oxide prepared according to Example 1

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Abstract

The present invention relates to surface-modified nanoparticulate metal oxides, the metal being selected from the group consisting of aluminium, cerium, iron, titanium, zinc and zirconium, characterized in that the surface modification comprises a coating with a copolymer P containing as monomers A) 1 to 99 mol% of an N-vinylamide N-vinylpyrrolidone and B) 99 to 1 mol% of a monomer containing per molecule one a,ß-ethylenically unsaturated double bond which can be polymerized by free-radical means and an anionogenic and/or anionic group with the proviso that the copolymer P must not contain further monomers selected from the group consisting of C8-Cao alkyl esters of monoethylenically unsaturated C3-C8 carboxylic acids, N-alkyl- or N,N-dialkyl-substituted amides of acrylic acid or methacrylic acid with C8-C18 alkyl radicals, or vinyl esters of aliphatic C8-C30 carboxylic acids.

Description

Oberfiachenmodifizierte Metalloxide, Verfahren zur Herstellung und deren Verwendung in kosmetischen ZubereitungenSurface-modified metal oxides, process for their preparation and their use in cosmetic preparations
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung betrifft oberfiachenmodifizierte nanopartikulare Metalloxide, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung als UV-Fιiter in kosmetischen ZubereitungenThe present invention relates to surface-modified nanoparticulate metal oxides, processes for their preparation and their use as UV filters in cosmetic preparations
Metalloxide finden für vielfaltige Zwecke Verwendung, so z B als Weißpigment, als Katalysator, als Bestandteil antibakterieller Hautschutzsalben und als Aktivator für die Kautschukvulkanisation. In kosmetischen Sonnenschutzmitteln findet man feinteiliges Zinkoxid oder Titandioxid als UV-absorbιerende PigmenteMetal oxides are used for a variety of purposes, such as white pigment, catalyst, antibacterial skin protection cream and rubber vulcanization activator. In cosmetic sunscreens there are finely divided zinc oxide or titanium dioxide as UV-absorbing pigments
Mit dem Begriff "Nanopartikel" bezeichnet man im Rahmen der vorliegenden Anmeldung Partikel mit einem mittleren Durchmesser von 5 bis 10000 nm, bestimmt mittels elektronenmikroskopischer MethodenIn the context of the present application, the term "nanoparticles" refers to particles having an average diameter of 5 to 10,000 nm, determined by means of electron microscopic methods
Zmkoxidnanoteilchen mit Partikelgroßen unterhalb ca 30 nm sind potentiell für den Einsatz als UV-Absorber in transparenten organisch-anorganischen Hybπdmaterialien, Kunststoffen, Lacken und Beschichtungen geeignet Daneben ist auch ein Einsatz zum Schutz UV-empfindlicher organischer Pigmente möglich.Zmkoxidnanoparticles with particle sizes below about 30 nm are potentially suitable for use as UV absorbers in transparent organic-inorganic Hybπdmaterialien, plastics, paints and coatings In addition, a use for the protection of UV-sensitive organic pigments is possible.
Partikel, Partikelaggregate oder -agglomerate aus Zinkoxid, die großer als ca 30 nm sind, fuhren zu Streulichteffekten und damit zu einer unerwünschten Abnahme an Transparenz im Bereich des sichtbaren Lichts Deshalb ist die Redispergierbarkeit, also die Uberführbarkeit der hergestellten Zmkoxidnanoteilchen in einen kolloiddisper- sen Zustand, eine wichtige Voraussetzung für die oben genannten AnwendungenParticles, particle aggregates or agglomerates of zinc oxide which are greater than about 30 nm, lead to scattered light effects and thus to an undesirable decrease in transparency in the visible light. Therefore, the redispersibility, ie the convertibility of the produced Zmkoxidnanoteilchen in a colloidally disperse state , an important requirement for the above applications
Zmkoxidnanoteilchen mit Partikelgroßen unterhalb ca 5 nm zeigen aufgrund des Gro- ßenquantisierungseffektes eine Blauverschiebung der Absorptionskante (L Brus, J Phys Chem (1986), 90, 2555-2560) und sind daher für den Einsatz als UV-Absorber im UV-A-Bereιch weniger geeignet.Zmkoxidnanoparticles with particle sizes below about 5 nm show due to the Großquantisierungseffektes a blue shift of the absorption edge (L Brus, J Phys Chem (1986), 90, 2555-2560) and are therefore suitable for use as a UV absorber in the UV-A Bereιch less suitable.
Bekannt ist die Herstellung von Metalloxiden, beispielsweise von Ziπkoxid durch trockene und nasse Verfahren Die klassische Methode der Verbrennung von Zink, die als trockenes Verfahren bekannt ist (z B Gmelin Band 32, 8. Aufl., Ergänzungsband, S. 772 ff ), erzeugt aggregierte Partikel mit einer breiten Großenverteilung Zwar ist es grundsätzlich möglich, durch Mahlverfahren Teilchengroßen im Submikrometerbereich herzustellen, doch aufgrund der zu geringen erzielbaren Scherkräfte sind aus solchen Pulvern Dispersionen mit mittleren Teilchengroßen im unteren Nanometerbereich nicht erzielbar Besonders feinteiliges Zinkoxid wird vor allem nasschemisch durch Fallungs- prozesse hergestellt. Die Fällung in wässriger Lösung liefert in der Regel hydroxid- und/oder carbonathaltige Materialien, die thermisch zu Zinkoxid umgesetzt werden müssen. Die thermische Nachbehandlung wirkt sich dabei auf die Feinteiligkeit negativ aus, da die Partikel dabei Sinterpro∑essen unterworfen sind, die zur Bildung mikrome- tergroßer Aggregate führen, die durch Mahlung nur unvollständig auf die Primärpartikel heruntergebrochen werden können.The production of metal oxides, for example of zinc oxide by dry and wet processes, is known. The classic method of burning zinc, which is known as a dry process (eg Gmelin Volume 32, 8th ed., Supplementary Volume, p. 772 ff) Although it is basically possible to produce particle sizes in the submicrometer range by means of milling processes, dispersions with average particle sizes in the lower nanometer range are not achievable from such powders because of very low particle size. Processes produced. The precipitation in aqueous solution usually yields hydroxide and / or carbonate-containing materials which have to be thermally converted to zinc oxide. The thermal aftertreatment has a negative effect on fineness, since the particles are subjected to sintering processes which lead to the formation of micromaster-sized aggregates which can only be broken down incompletely onto the primary particles by grinding.
Nanopartikuläre Metalloxide können beispielsweise durch das Mikroemulsionsverfah- ren erhalten werden. Bei diesem Verfahren wird eine Lösung eines Metallalkoxids zu einer Wasser-in-ÖI-Mikroemulsion getropft. In den inversen Micelien der Mikroemulsi- on, deren Größe im Nanometerbereich liegt, findet dann die Hydrolyse der Alkoxide zum nanopartikulären Metalloxid statt. Die Nachteile dieses Verfahrens liegen insbesondere darin, dass die Metallalkoxide teure Ausgangsstoffe darstellen, dass zusätzlich Emulgatoren verwendet werden müssen und dass die Herstellung der Emulsionen mit Tröpfchengrößen im Nanometerbereich einen aufwendigen Verfahrensschritt darstellt.Nanoparticulate metal oxides can be obtained, for example, by the microemulsion method. In this method, a solution of a metal alkoxide is added dropwise to a water-in-oil microemulsion. In the inverse micelles of the microemulsion, whose size is in the nanometer range, the hydrolysis of the alkoxides to the nanoparticulate metal oxide takes place. The disadvantages of this method are, in particular, that the metal alkoxides are expensive starting materials, that in addition emulsifiers must be used and that the preparation of the emulsions with droplet sizes in the nanometer range represents a complex process step.
In der DE 199 07 704 wird ein nanopartikuläres über eine Fällungsreaktion hergestelltes Zinkoxid beschrieben. Hierbei wird das nanopartikuläre Zinkoxid ausgehend von einer Zinkacetatiösung über eine alkalische Fällung hergestellt. Das abzentrifugierte Zinkoxid kann durch Zugabe von Methylenchlorid zu einem SoI redispergiert werden. Die so hergestellten Zinkoxiddispersionen haben den Nachteil, dass sie aufgrund fehlender Oberflächenmodifizierung keine gute Langzeitstabilität besitzen.DE 199 07 704 describes a nanoparticulate zinc oxide prepared by a precipitation reaction. Here, the nanoparticulate zinc oxide is prepared from a Zinkacetatiösung via an alkaline precipitate. The centrifuged zinc oxide can be redispersed by addition of methylene chloride to a sol. The zinc oxide dispersions prepared in this way have the disadvantage that they have no good long-term stability owing to the lack of surface modification.
In der WO 00/50503 werden Zinkoxidgele beschrieben, die nanopartikuläre Zinkoxidpartikel mit einem Partikeldurchmesser von ≤ 15 nm enthalten und die zu Solen re- dispergierbar sind, Hierbei werden die durch basische Hydrolyse einer Zinkverbindung in Alkohol oder in einem Alkohol/Wassergemisch hergestellten Fällungen durch Zugabe von Dichlormethan oder Chloroform redispergiert. Nachteilig ist hierbei, dass in Wasser oder in wässrigen Dispergierungsmitteln keine stabilen Dispersionen erhalten werden.WO 00/50503 describes zinc oxide gels which contain nanoparticulate zinc oxide particles having a particle diameter of ≦ 15 nm and which are redispersible to give brines. The precipitations produced by basic hydrolysis of a zinc compound in alcohol or in an alcohol / water mixture are added by addition of dichloromethane or chloroform redispersed. The disadvantage here is that no stable dispersions are obtained in water or in aqueous dispersants.
In der Veröffentlichung aus Chem. Mater. 2000, 12, 2268-74 "Synthesis and Characte- rization of Poly(vinylpyrrolidone)-Modified Zinc Oxide Nanoparticles" von Lin Guo and Shihe Yang werden Wurtzit Zinkoxidnanopartikel mit Polyvinylpyrrolidon oberflächenbeschichtet. Der Nachteil hierbei ist, dass mit Polyvinylpyrrolidon beschichtete Zinkoxidpartikel nicht in Wasser dispergierbar sind.In the publication from Chem. Mater. 2000, 12, 2268-74 "Synthesis and Characterization of Poly (vinylpyrrolidone) Modified Zinc Oxide Nanoparticles" by Lin Guo and Shihe Yang, Wurtzit zinc oxide nanoparticles are surface-coated with polyvinylpyrrolidone. The disadvantage here is that coated with polyvinylpyrrolidone zinc oxide particles are not dispersible in water.
In der WO 93/21 127 wird ein Verfahren zur Herstellung oberflächenmodifizierter nano- partikulärer keramischer Pulver beschrieben. Hierbei wird ein nanopartikuläres keramisches Puiver durch Aufbringen einer niedrigmolekülaren organischen Verbindung, beispielsweise Propionsäure, oberflächenmodifiziert. Dieses Verfahren kann nicht zur Oberflächenmodifizierung von Zinkoxid eingesetzt werden, da die Modifizierungsreak- tionen in wässriger Lösung durchgeführt werden und Ziπkoxid sich in wässrigen organischen Säuren auflöst. Daher läßt sich dieses Verfahren nicht zur Herstellung von Zinkoxiddispersionen anwenden; darüberhinaus ist Zinkoxid in dieser Anmeldung auch nicht als mögliches Ausgangsmaterial für nanopartikuläre keramische Pulver genannt.WO 93/21 127 describes a process for producing surface-modified nanoparticulate ceramic powders. In this case, a nanoparticulate ceramic powder is surface-modified by applying a low-molecular organic compound, for example propionic acid. This method can not be used for the surface modification of zinc oxide since the modification reaction tions are carried out in aqueous solution and Ziπkoxid dissolves in aqueous organic acids. Therefore, this method can not be used for the production of zinc oxide dispersions; Moreover, zinc oxide in this application is also not mentioned as a possible starting material for nanoparticulate ceramic powders.
In JP-A-04 164 814 wird ein Verfahren beschrieben, weiches durch Fällung in wässri- gem Medium bei erhöhter Temperatur auch ohne thermische Nachbehandlung zu fein- teiligem ZnO führt. Als mittlere Teilchengröße wird, ohne Angabe des Agglomerationsgrades, 20 - 50 nm angegeben. Diese Partikel sind verhältnismäßig groß. Dies führt schon bei minimaler Agglomeration zu Streueffekten, die in Transparentanwendungen unerwünscht sind.JP-A-04 164 814 describes a process which leads to finely divided ZnO by precipitation in an aqueous medium at elevated temperature even without thermal aftertreatment. The mean particle size is 20 to 50 nm, without specifying the degree of agglomeration. These particles are relatively large. This leads to scattering effects even with minimal agglomeration, which are undesirable in transparent applications.
In JP-A-07 232 919 wird die Herstellung 5 bis 10000 nm großer ZnO-Partikel aus Zinkverbindungen durch Umsetzung mit organischen Säuren und anderen organischen Verbindungen wie Alkoholen bei erhöhter Temperatur beschrieben. Die Hydrolyse erfolgt hier so, dass die entstehenden Nebenprodukte (Ester der eingesetzten Säuren) abdestilliert werden können. Das Verfahren erlaubt die Herstellung von ZnO-Puivern, die durch zuvor erfolgte Oberflächenmodifizierung redispergierbar sind. Allerdings ist es auf Basis der Offenbarung dieser Anmeldung nicht möglich, Partikel mit einem mitt- leren Durchmesser < 15 nm herzustellen. In den in der Anmeldung aufgeführten Beispielen ist dementsprechend als kleinster mittlerer Primärpartikeldurchmesser 15 nm genannt.JP-A-07 232 919 describes the preparation of ZnO particles of zinc particles of from 5 to 10000 nm by reaction with organic acids and other organic compounds such as alcohols at elevated temperature. The hydrolysis takes place here in such a way that the by-products formed (esters of the acids used) can be distilled off. The method allows the production of ZnO-Puivern, which are redispersible by previously carried out surface modification. However, based on the disclosure of this application, it is not possible to produce particles with an average diameter <15 nm. Accordingly, in the examples given in the application, the smallest average primary particle diameter is 15 nm.
Mit Organosiliciumverbindungen hydrophobierte Metalloxide werden u.a. beschrieben in DE 33 14 741 A1 , DE 36 42 794 A1 und EP 0 603 627 A1 sowie in WO 97/16156.Metal oxides hydrophobized with organosilicon compounds are described i.a. described in DE 33 14 741 A1, DE 36 42 794 A1 and EP 0 603 627 A1 and in WO 97/16156.
Diese mit Silikonverbindungen gecoateten Metalloxide, beispielsweise Zinkoxid oder Titandioxid haben den Nachteil, dass damit hergestellte Öl-in-Wasser- bzw. Wasser-in- Öl-Emulsionen nicht immer die nötige pH-Wert Stabilität aufweisen.These metal oxides coated with silicone compounds, for example zinc oxide or titanium dioxide, have the disadvantage that oil-in-water or water-in-oil emulsions produced therewith do not always have the necessary pH stability.
Ferner beobachtet man häufig Unverträglichkeiten von verschiedenen, mit Silikonverbindungen gecoateten Metalloxiden untereinander, was zu einer unerwünschten Aggregatbildungen und zu Flokkulationen der verschiedenen Partikel führen kann.Furthermore, incompatibilities of various metal oxides coated with silicone compounds are frequently observed with one another, which can lead to undesirable aggregate formation and flocculation of the various particles.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, nanopartikuläre Metalloxide bereitzustellen, die die Herstellung stabiler nanopartikulärer Dispersionen in Wasser oder polaren organischen Lösemitteln sowie in kosmetischen Ölen erlauben. Eine irreversible Aggregation der Partikel soll nach Möglichkeit vermieden werden, damit ein aufwendiger Mahlprozeß vermieden werden kann.It is an object of the present invention to provide nanoparticulate metal oxides which permit the preparation of stable nanoparticulate dispersions in water or polar organic solvents as well as in cosmetic oils. An irreversible aggregation of the particles should be avoided if possible, so that a complex milling process can be avoided.
Diese Aufgabe wurde gelöst durch oberflächenmodifizierte nanopartikuläre Metalloxide, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Cer, Eisen, Titan, Zink und Zirkonium, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenmodifikation eine Beschickung mit einem Copolymer P enthaltend als MonomereThis object has been achieved by surface-modified nanoparticulate metal oxides, where the metal is selected from the group consisting of aluminum, cerium, Iron, titanium, zinc and zirconium, characterized in that the surface modification comprises a charge of a copolymer P containing as monomers
A) 1 bis 99 mol-%, bevorzugt 50 bis 99 mol-%, besonders bevorzugt 75 bis 99 mol- % eines N-Vinylamids undA) 1 to 99 mol%, preferably 50 to 99 mol%, particularly preferably 75 to 99 mol% of an N-vinylamide and
B) 99 bis 1 mol-%, bevorzugt 50 bis 1 mol-%, besonders bevorzugt 25 bis 1 mol-% eines Monomeren, enthaltend pro Molekül eine radikalisch polymerisierbare α,ß- ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine anionogene und/oder anioni- sehe Gruppe,B) 99 to 1 mol%, preferably 50 to 1 mol%, particularly preferably 25 to 1 mol% of a monomer containing per molecule a radically polymerizable α, ß ethylenically unsaturated double bond and an anionogenic and / or anionic see Group,
mit der Maßgabe, dass das Copolymer P keine weiteren Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cs-C3o-Alkylestern von monoethylenisch ungesättigten C3- C8-Carbonsäuren, N-Alkyl- oder N,N-Dialkyl-substituierten Amiden der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit C3-Cis-Alkylresten, oder Vinylestern von aliphatischen C8-C30- Carbonsäuren enthalten darf.with the proviso that the copolymer P no further monomers selected from the group consisting of Cs-C3o-alkyl esters of monoethylenically unsaturated C3-C8 carboxylic acids, N-alkyl or N, N-dialkyl-substituted amides of acrylic acid or Methacrylic acid with C 3 -Cis-alkyl radicals, or may contain vinyl esters of aliphatic C8-C30 carboxylic acids.
Das Monomer A) ist ausgewählt aus der Stoffgruppe der N-Vinylamide. Hierbei kann es sich sowohl um offenkettige als auch um zyklische N-Vinylamide (N-Vinyllactame) handeln. Die gewählten Monomere besitzen in der Regel 2 bis 15 Kohienstoffatome, bevorzugt 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Als N-Vinylamide bzw. N-Vinyllactame seien beispielhaft jene genannt, die durch die folgende Formel (I) charakterisiert werden:The monomer A) is selected from the substance group of N-vinylamides. These may be both open-chain and cyclic N-vinylamides (N-vinyllactams). The monomers chosen usually have 2 to 15 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms. Examples of N-vinylamides or N-vinyllactams are those which are characterized by the following formula (I):
R4^Nγ0 0) R4 ^ N γ 0 0)
R5R5
in derin the
R4, R5 unabhängig voneinander für H oder Ci-Cθ-Alkyl stehen oder gemeinsam einen A- bis 8-gliedrigen Zyklus bilden können, der gesättigt oder ein- oder mehrfach ungesättigt sein kann und gegebenenfalls weiter Substituenten tragen kann.R 4, R 5 independently of one another are H or C 1 -C 6 -alkyl or may together form an A-to 8-membered cycle which may be saturated or mono- or polyunsaturated and may optionally carry further substituents.
Geeignete offenkettige Verbindungen dieser Art sind beipielsweise N-Vinylformamid, N-Vinyl-N-methylformamid, N-Vinyl-N-ethylformamid, N-Vinyl-N-propylformamid, N- Vinyl-N-isopropylformamid, N-Viny[-N-n-butylformamid, N-Vinyl-N-isobutylformamid, N- Vinyl-N-t-butylformamid, N-Vinyl-N-n-pentylformamid, N-Vinyl-N-n-hexylformamid, N- Vinylacetamid, N-Vinyl-N-methylacetamid, NΛ/inyl-N-ethylacetamid, N- Vinylpropionamid, N-Vinyl-N-methylpropionamid und N-Vinylbutyramid. Insbesondere bevorzugt sind N-Vinylformamid und N-Vinyl-N-methylacetamid, Von den zyklischen N-Vinylamiden, den N-Vinyllactamen, seien beispielhaft N- Vinylpyrrolidon, N-Vinylpiperidon und N-Vinylcaprolactam genannt. Vorzugsweise setzt man erfindungsgemäß N-Vinylpyrrolidon ein, während man von den offenkettigen N-Vinylamideπ vorzugsweise N-Vinylformamid einsetzt. Auch Copolymerisate aus beispielsweise N-Vinylformamid und N-Vinyipyrrolidon, die im Copolymerisat in jedem beliebiebigen Verhältnis vorliegen können, lassen sich in erfindungsgemäßer Weise verwenden.Suitable open-chain compounds of this type are, for example, N-vinylformamide, N-vinyl-N-methylformamide, N-vinyl-N-ethylformamide, N-vinyl-N-propylformamide, N-vinyl-N-isopropylformamide, N-vinylene [-N butylformamide, N-vinyl-N-isobutylformamide, N-vinyl-Nt-butylformamide, N-vinyl-Nn-pentylformamide, N-vinyl-Nn-hexylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, NΛ / inyl- N-ethylacetamide, N-vinylpropionamide, N-vinyl-N-methylpropionamide and N-vinylbutyramide. Particularly preferred are N-vinylformamide and N-vinyl-N-methylacetamide, Of the cyclic N-vinylamides, the N-vinyllactams, examples which may be mentioned are N-vinylpyrrolidone, N-vinylpiperidone and N-vinylcaprolactam. According to the invention, N-vinylpyrrolidone is preferably used, while N-vinylformamide of the open-chain N-vinylamides is preferably used. Copolymers of, for example, N-vinylformamide and N-vinylpyrrolidone, which may be present in the copolymer in any desired ratio, can be used in accordance with the invention.
Die Monomere A) können als solche oder als Mischungen untereinander eingesetzt werden.The monomers A) can be used as such or as mixtures with one another.
Das Monomer B) enthält pro Molekül eine radikalisch polymerisierbare α,ß-ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine anionogene und/oder anionische Gruppe pro Molekül.The monomer B) contains per molecule a radically polymerizable α, β-ethylenically unsaturated double bond and one anionogenic and / or anionic group per molecule.
Vorzugsweise sind die Verbindungen B) ausgewählt unter monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, Sulfonsäuren, Phosphonsäuren und Mischungen davon.Preferably, the compounds B) are selected from monoethylenically unsaturated carboxylic acids, sulfonic acids, phosphonic acids and mixtures thereof.
Als monoethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind monoethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren mit 3 bis 25, vorzugsweise 3 bis 8 C-Atomen zu verstehen. Beispiele hierfür sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Dimethacrylsäure, Ethacrylsäure, α- Chloracrylsäure, Maleinsäure, Methylenmalonsäure, Allylessigsäure, Vinylessigsäure, Crotonsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure, Fumarsäure, und Itaconsäure. Aus dieser Gruppe von Monomeren verwendet man vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder Mischungen der genannten Carbonsäuren. Die monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren können in Form der freien Säure und - soweit vorhanden - der Anhydride oder in partiell oder in vollständig neutralisierter Form bei der Copolymerisation eingesetzt werden. Um diese Monomeren zu neutralisieren, verwendet man vorzugsweise Alkalimetall- oder Erdalkalimetallbasen, Ammoniak oder Amine, z.B. Natronlauge, Kalilauge, Soda, Pottasche, Nathumhydro- gencarbonat, Magnesiumoxid, Calciumhydroxid, Calciumoxid, gasförmiges oder wäßriges Ammoniak, Triethylamin, Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Morpholin, Diethylentriamin oder Tetraethylenpentamin.As monoethylenically unsaturated carboxylic acids are monoethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids having 3 to 25, preferably 3 to 8 carbon atoms to understand. Examples thereof are acrylic acid, methacrylic acid, dimethacrylic acid, ethacrylic acid, α-chloroacrylic acid, maleic acid, methylenemalonic acid, allylacetic acid, vinylacetic acid, crotonic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, aconitic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or mixtures of said carboxylic acids are preferably used from this group of monomers. The monoethylenically unsaturated carboxylic acids can be used in the form of the free acid and, if present, the anhydrides or in partially or completely neutralized form in the copolymerization. To neutralize these monomers it is preferred to use alkali metal or alkaline earth metal bases, ammonia or amines, e.g. Sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, soda, potash, Nathumhydro- gencarbonat, magnesium oxide, calcium hydroxide, calcium oxide, gaseous or aqueous ammonia, triethylamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, morpholine, diethylenetriamine or tetraethylenepentamine.
Zu den Monomeren B) zählen weiterhin die Halbester von monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren mit 4 bis 10 vorzugsweise 4 bis 6 C-Atomen, z. B. von Maleinsäure wie Maleinsäuremonomethylester.The monomers B) furthermore include the half-esters of monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10, preferably 4 to 6, carbon atoms, eg. B. of maleic acid such as monomethyl maleate.
Zu den Monomeren B) zählen auch monoethylenisch ungesättigte Suifonsäuren und Phosphonsäuren, beispielsweise Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfon- säure, Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmethacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmethac- rylat, 2-Hydroxy-3-acryloxypropylsuIfonsäure, 2-Hydroxy-3- methacryloxypropylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure, Vinylphosphonsäure, Allylphosphonsäure und Acrylamido- methanpropanphosphonsäure.The monomers B) also include monoethylenically unsaturated suifonic acids and phosphonic acids, for example vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, sulfoethyl acrylate, sulfoethyl methacrylate, sulfopropyl acrylate, sulfopropyl methacrylate, 2-hydroxy-3-acryloxypropylsulfonic acid, 2-hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2- methylpropanesulfonic acid, vinylphosphonic acid, allylphosphonic acid and acrylamido methanepropanephosphonic acid.
Die Monomere B) können als solche oder als Mischungen untereinander eingesetzt werden.The monomers B) can be used as such or as mixtures with one another.
Vorzugsweise ist die Komponente B) ausgewählt unter Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure und Mischungen davon.Preferably, component B) is selected from acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, α-chloroacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, glutaconic acid, aconitic acid and mixtures thereof.
Besonders bevorzugt ist die Komponente B) ausgewählt unter Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleisäureanhydrid und Mischungen davon, ganz besonders bevorzugt Acrylsäure.Component B) is particularly preferably selected from acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and mixtures thereof, very particularly preferably acrylic acid.
Als Beschichtung für die erfindungsgemäßen oberflächenmodifizierten nanopartikulä- ren Metalloxide besonders vorteilhaft zu verwendendes Copolymer P enthält 75 bis 99 mol-% N-Vinylpyrrolidon und 1 bis 25 mol-% Acrylsäure.Copolymer P to be used particularly advantageously as a coating for the surface-modified nanoparticulate metal oxides according to the invention contains from 75 to 99 mol% of N-vinylpyrrolidone and from 1 to 25 mol% of acrylic acid.
Als zusätzliche Comonomere für das Polymer P ausgeschlossen sind:Excluded as additional comonomers for the polymer P are:
a)a)
Cβ-C3o-Alkylester von monoethylenisch ungesättigten C3-Ca-Carbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Dimethacrylsäure, Ethacrylsäure, Maleinsäure, Citraconsäure, Methylenmalonsäure, Allylessigsäure, Vinylessigsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Mesaconsäure oder Itaconsäure. Die Alkylreste umfassen auch Cycloalkylreste. Als weitere Comonomere ausgeschlossen sind beispielsweise Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Nonylacrylat, Decylacrylat, Laurylacrylat, Myristylacrylat, Ce- tylacrylat, Stearyiacrylat, Oleylacrylat, Behenylacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethac- rylat, Nonylmethacrylat, Decylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Myristyi-methacrylat, Cetylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Oleylmethacrylat, Behenylmethacrylat oder tert- Butylcyclohexylacrylat.Cβ-C3o-alkyl esters of monoethylenically unsaturated C3-Ca carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, dimethacrylic acid, ethacrylic acid, maleic acid, citraconic acid, methylenemalonic acid, allylacetic acid, vinylacetic acid, crotonic acid, fumaric acid, mesaconic acid or itaconic acid. The alkyl radicals also include cycloalkyl radicals. Examples of further comonomers which are excluded are octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, myristyl acrylate, cetyl acrylate, stearyl acrylate, oleyl acrylate, behenyl acrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, myristyl methacrylate, Cetyl methacrylate, stearyl methacrylate, oleyl methacrylate, behenyl methacrylate or tert-butylcyclohexyl acrylate.
b) N-alkyl- oder NtN-dialkylsubstituierte Carbonsäureamide der Acrylsäure oder der Methacrylsäure, wobei es sich bei den Alkylresten um Cβ-Ciβ-Alkyl- oder Cycloalkylreste handelt, zum Beispiel N-Stearylacry!amid, N-Stearylmethacrylamid, N-Octylacrylamid, N.N-Dioctylacrylamid, N,N-Dioctylmethacrylamid, N-Cetylacrylamid, N- Cetylmethacrylamid, N-Dodecyl-acrylamid, N-Dodecylmethacrylamid, N- Myristylacrylamid, 2-Ethylhexylacrylamid. C)b) N-alkyl or N t N-dialkyl-substituted carboxylic acid amides of acrylic acid or of methacrylic acid, where the alkyl radicals are Cβ-C 16 -alkyl or cycloalkyl radicals, for example N-stearyl acrylamide, N-stearylmethacrylamide, N-stearyl acrylamide Octylacrylamide, N, N-dioctylacrylamide, N, N-dioctylmethacrylamide, N-cetylacrylamide, N-cetylmethacrylamide, N-dodecylacrylamide, N-dodecylmethacrylamide, N-myristylacrylamide, 2-ethylhexylacrylamide. C)
Vinylester aliphatischer Carbonsäuren (Cs-Cso-Carbonsäuren), beispielsweise Vinyles- ter der Octan-, Nσnan-, Decan-, Undeca-, Laurirv, Tridecan-, Myristin-, Pafmitin-, Stearin-, Arachiπ- oder Behensäure oder der Ölsäure.Vinyl esters of aliphatic carboxylic acids (Cs-Cso-carboxylic acids), for example vinyl esters of octane, Nσnan-, decane, undeca, Laurirv, tridecane, myristic, pafmitin, stearic, arachiπ- or behenic acid or oleic acid.
Als weitere Comonomere C) können folgende copolymerisierbaren Monomere (oder auch Mischungen derselben) in Mengen von 0 bis 39 mol-%, bevorzugt 1 bis 20 mol- %, besonders bevorzugt 2 bis 10 mol-%. verwendet werden.As further comonomers C), the following copolymerisable monomers (or mixtures thereof) in amounts of 0 to 39 mol%, preferably 1 to 20 mol%, particularly preferably 2 to 10 mol%. be used.
Geeignete Comonomere C) sind beispielsweise die CrCγ-Alkylester, Ci-C7-Alkyamide und Nitriie der oben (als Monomer B) angegebenen Mono- und Dicarbonsäuren, z.B. Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Methacrylsäuremethylester, Methacryl- säureethylester, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropyimethacrylat, Hydroxyisobutylacrylat, Hydroxyi- sobutylmethacrylat, Maleinsäuremonomethylester, Malein-säuredimethylester, Malein- säuremonoethylester, Maleinsäurediethylester, Acrylamid, Methacrylamid, N1N- Dimethylacrylamid, N-tert.-buty!acrylamid, N-diethylacrylamid, N-isopropylacrylamid Acrylnitril, Methacrylnitril.Suitable comonomers C) are, for example, the C 1 -C 7 -alkyl esters, C 1 -C 7 -alkyamides and nitriles of the mono- and dicarboxylic acids mentioned above (as monomer B), for example methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, Hydroxypropyimethacrylat, Hydroxyisobutylacrylat, sobutylmethacrylat Hydroxyi-, maleic acid monomethyl ester, maleic acid dimethyl ester, maleic säuremonoethylester, diethyl maleate, acrylamide, methacrylamide, N 1 N-dimethylacrylamide, N-tert-butyl-acrylamide, N-diethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile.
Weitere geeignete copolymerisierbare Verbindungen C) sind auch N-Vinylamine, insbesondere N-Vinylamin, und N-Vinylimine wie beispielsweise N-Vinylimidazol, N-Vinyl- 2-methylimidazol, N-Viπyl-4-methylimidazol, bevorzugt N-VinylimidazolOther suitable copolymerizable compounds C) are also N-vinylamines, in particular N-vinylamine, and N-vinylimines such as N-vinylimidazole, N-vinyl-2-methylimidazole, N-Viπyl-4-methylimidazole, preferably N-vinylimidazole
Weiterhin geeignet als Monomere C) sind auch Vinylester aliphatischer Carbonsäuren (Ci-C7-Carbonsäuren), beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat.Also suitable as monomers C) are also vinyl esters of aliphatic carboxylic acids (C 1 -C 7 -carboxylic acids), for example vinyl acetate, vinyl propionate.
Weitere geeignete Monomere C sind darüber hinaus die Vinylether, beispielsweise Octadecylvinylether.Further suitable monomers C are furthermore the vinyl ethers, for example octadecyl vinyl ether.
Als Monomer C) könne auch kationische Monomere verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich bei den kationogenen bzw. kationischen Gruppen dieser Monomeren um stickstoffhaltige Gruppen, wie primäre, sekundäre und tertiäre Ami- nogruppen sowie quaternäre Ammoniumgruppen. Vorzugsweise handelt es sich bei den stickstoffhaltigen Gruppen um tertiäre Aminogruppen oder quaternäre Ammoniumgruppen. Geladene kationische Gruppen lassen sich aus den Aminstickstoffen ent- weder durch Protonierung, z. B. mit einwertigen oder mehrwertigen Carbonsäuren, wie Milchsäure oder Weinsäure, oder Mineralsäuren, wie Phosphorsäure, Schwefelsäure und Salzsäure, oder durch Quaternisierung, z. B. mit Alkylierungsmitteln, wie C1-C4- Alkylhalogeniden oder -sulfaten, erzeugen. Beispiele solcher Alkylierungsmitte! sind Ethylchlorid, Ethylbromid, Methylchlorid, Methylbromid, Dimethylsulfat und Diethylsul- fat. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Monomere C) in geladener Form zur Polymerisation eingesetzt. Geeignete Verbindungen C) sind z. B. die Ester von α.ß-ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren mit Aminoaikoholen. Bevorzugte Aminoalkohole sind C2-C12- Aminoalkoholen, welche am Aminstickstoff Ci-Ce-dialkyliert sind. Als Säurekomponente dieser Ester eignen sich z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäu- re, Itaconsäure, Crotonsäure, Maleinsäureanhydrid, Monobutylmaleat und Gemische davon. Bevorzugt werden Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Gemische eingesetzt. Bevorzugt sind N,N-Dimethylaminomethyl(rneth)acrylat, N1N- Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminoethyl(meth)acrylat, N1N- Dimethylaminopropyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminopropyl(meth)acrylat und N1N- Dimethylaminocyclohexyl(meth)acrylat.As monomer C) it is also possible to use cationic monomers. The cationogenic or cationic groups of these monomers are preferably nitrogen-containing groups, such as primary, secondary and tertiary amino groups, and quaternary ammonium groups. Preferably, the nitrogen-containing groups are tertiary amino groups or quaternary ammonium groups. Charged cationic groups can be prepared from the amine nitrogens either by protonation, eg. With monohydric or polybasic carboxylic acids such as lactic or tartaric acid, or mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid and hydrochloric acid, or by quaternization, e.g. With alkylating agents such as C 1 -C 4 alkyl halides or sulfates. Examples of such alkylation centers! are ethyl chloride, ethyl bromide, methyl chloride, methyl bromide, dimethyl sulfate and Diethylsul- fat. In a preferred embodiment, the monomers C) are used in a charged form for the polymerization. Suitable compounds C) are, for. As the esters of α.ß-ethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids with amino-acids. Preferred amino alcohols are C 2 -C 12 amino alcohols, which are dialkylated on the amine nitrogen Ci-C e. As the acid component of these esters are z. For example, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, monobutyl maleate and mixtures thereof. Preference is given to using acrylic acid, methacrylic acid and mixtures thereof. Preferred are N, N-dimethylaminomethyl (rneth) acrylate, N 1 N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N 1 N- dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate and N 1 N- dimethylaminocyclohexyl (meth) acrylate.
Geeignete Monomere C) sind weiterhin die Amide der zuvor genannten α,ß- ethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren mit Diaminen, welche mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe aufweisen. Bevorzugt sind Diamine, die eine tertiäre und eine primäre oder sekundäre Aminogruppe aufweisen. Bevorzugt werden als Monomere c) N-[2-(Dimethylamino)ethyl]acrylamid, N-[2-(Dimethylamino)ethyl]methacrylamid, N-[3-(Dimethylamino)propyl]acrylamid, N-[3-(Dimethylamino)propyl]rnethacrylarnid, N-[4-(Dimethylamino)butyl]acrylamid, N-[4-(Dimethylamino)- butyl]methacrylamid, N-[2-(Diethylamino)ethyl]acrylamid, N-[4-(Dimethylamino)cyclohexyl]acrylamid,Suitable monomers C) are furthermore the amides of the abovementioned α, β-ethylenically unsaturated mono- and dicarboxylic acids with diamines which have at least one primary or secondary amino group. Preferred are diamines having a tertiary and a primary or secondary amino group. Preference is given as monomers c) to N- [2- (dimethylamino) ethyl] acrylamide, N- [2- (dimethylamino) ethyl] methacrylamide, N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide, N- [3- (dimethylamino) propylmethacrylamide, N- [4- (dimethylamino) butyl] acrylamide, N- [4- (dimethylamino) butyl] methacrylamide, N- [2- (diethylamino) ethyl] acrylamide, N- [4- (dimethylamino) cyclohexyl ] acrylamide,
N-[4-(Dimethylamino)cyclohexyl]methacrylamid etc eingesetzt. Besonders bevorzugt werden N-[3-(Dimethy[-amino)propyl]acrylamid und/oder N-[3-(Dimethy!amino)propyl]rnethacrylamid eingesetzt.N- [4- (dimethylamino) cyclohexyl] methacrylamide etc used. Particular preference is given to using N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide and / or N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide.
Geeignete Monomere C) sind weiterhin N,N-Diallylamine und N.N-Diallyl-N-alkylamine und deren Säureadditionssalze und Quaternisierungsprodukte. Alkyl steht dabei vorzugsweise für Ci-C24-A!kyl. Bevorzugt sind N,N-Diallyl-N-methylamin und N.N-Diallyl- N,N-dimethylammonium-Verbindungen, wie z. B. die Chloride und Bromide.Suitable monomers C) are furthermore N, N-diallylamines and N, N-diallyl-N-alkylamines and their acid addition salts and quaternization products. Alkyl is preferably C 1 -C 24 -alkyl. Preference is given to N, N-diallyl-N-methylamine and N, N-diallyl-N, N-dimethylammonium compounds, such as. As the chlorides and bromides.
Geeignete Monomere C) sind weiterhin von Komponente vinyl- und allylsubstituierte Stickstoffheterocyclen, wie N-Vinylimidazol, N-Vinyl-2-methylimidazol, vinyl- und allylsubstituierte heteroaromatische Verbindungen, wie 2- und 4-Viny!pyridin, 2- und 4-Allylpyridin, und die Salze davon.Suitable monomers C) are also vinyl-substituted and allyl-substituted nitrogen heterocycles, such as N-vinylimidazole, N-vinyl-2-methylimidazole, vinyl- and allyl-substituted heteroaromatic compounds, such as 2- and 4-vinylpyridine, 2- and 4-allylpyridine , and the salts thereof.
Bevorzugte Monomere C) sind die N-Vinylimidazo!-Derivate der allgemeinen Formel (II), worin R1 bis R3 für Wasserstoff, Ci-C4-Alkyl oder Phenyl stehtPreferred monomers C) are the N-vinylimidazo! Derivatives of the general formula (II) in which R 1 to R 3 are hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl or phenyl
(H) Beispiele für Verbindungen der allgemeinen Formel (II) sind folgender Tabelle 1 zu entnehmen: (H) Examples of compounds of the general formula (II) are shown in Table 1 below:
Tabelle 1Table 1
Me = Methyl Ph = PhenylMe = methyl Ph = phenyl
Bevorzugte Beispiele für Monomere C) sind 3-Methyl-i-vinylimidazoliumchlorid und -methosulfat, Dimethyldiallylammoniumchlorid sowiePreferred examples of monomers C) are 3-methyl-i-vinylimidazolium chloride and methosulfate, dimethyldiallylammonium chloride and
N,N-Dirnethylarninoethylmethacrylat und N-[3-(Dimethylamino)propyl]methacrylamid, die durch Methylchlorid, Dimethylsulfat oder Diethylsulfat quaternisiert wurden.N, N-dimethylaminoethyl methacrylate and N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylamide which have been quaternized by methyl chloride, dimethyl sulfate or diethyl sulfate.
Besonders bevorzugte Monomere C) sind 3-Methyl-i-vinyiimidazoliumchlorid und -methosulfat und Dimethyldiallylammoniυmchlorid (DADMAC)1 ganz besonders bevorzugt sind 3-Methyl-1-vinylimidazoliumchlorid und -methosulfat.Particularly preferred monomers C) are 3-methyl- 1 -vinyiimidazolium chloride and methosulfate and dimethyldiallylammonium chloride (DADMAC) 1, very particular preference is given to 3-methyl-1-vinylimidazolium chloride and methosulfate.
Als weiteres copolymerisierbares Monomer C) genannt sei Diallyiammoniumchlohd.Another copolymerizable monomer C) is diallylammonium chloride.
Die genannten Monomere C) können sowohl einzeln als auch in Form von Gemischen mehrerer der genannten Verbindungen erfindungsgemäß eingesetzt werden.The stated monomers C) can be used according to the invention either individually or in the form of mixtures of several of the compounds mentioned.
Die Hersteilung der Copolymerisate erfolgt nach bekannten Verfahren, z.B. der Lo- sungs-, Fällungs-, oder umgekehrten Suspensionspolymerisation unter Verwendung von Verbindungen, die unter den Polymerisationsbedingungen Radikale bilden.The preparation of the copolymers is carried out by known methods, e.g. solution, precipitation, or reverse suspension polymerization using compounds which form radicals under the polymerization conditions.
Die Polymerisationstemperatureπ liegen üblicherweise in dem Bereich von 30 bis 200, vorzugsweise 40 bis 1100C. Geeignete Initiatoren sind beispielsweise Azo- und Per- oxyverbindungen sowie die üblichen Redoxinitiatorsysteme, wie Kombinationen aus Wasserstoffperoxid und reduzierend wirkenden Verbindungen, z B. Natriumsulfit, Natπumbisulfit, Natπumformaldehydsulfoxilat und HydrazinThe Polymerisationstemperatureπ are usually in the range of 30 to 200, preferably 40 to 110 0 C. Suitable initiators are, for example, azo and per-oxy compounds, and the customary redox initiator, such as combinations of Hydrogen peroxide and reducing compounds, for example, sodium sulfite, Natπumbisulfit, Natπumformaldehydsulfoxilat and hydrazine
Die Copolymeren P besitzen K-Werte von mindestens 7 bis 130, vorzugsweise 10 bis 100, besonders bevorzugt 10 bis 50. Die K-Werte werden bestimmt nach H. Fikent- scher, Cellulose-Chemie, Band 13, 58 bis 64 und 71 bis 74 (1932) in wässriger 0,1 M NaCI-Losung bei 25°C, bei Polymerkonzentrationen, die je nach K-Wert-Bereιch zwischen 0,1 % und 5%, bevorzugt bei 1% liegen.The copolymers P have K values of at least 7 to 130, preferably 10 to 100, particularly preferably 10 to 50. The K values are determined by H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, Volume 13, 58 to 64 and 71 to 74 (1932) in aqueous 0.1 M NaCl solution at 25 ° C., at polymer concentrations which, depending on the K value range, are between 0.1% and 5%, preferably 1%.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Metalloxide ist dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxidpartikel einen mittleren Primärpartikeldurchmesser von 5 bis 10000 nm, bevorzugt von 10 bis 200 nm, besonders bevorzugt von 10 bis 50 nm aufweisen, Partikeldurchmesser bestimmt mittels Raster- und Transmissions- elektronenmikroskopieA preferred embodiment of the metal oxides according to the invention is characterized in that the metal oxide particles have an average primary particle diameter of 5 to 10,000 nm, preferably 10 to 200 nm, particularly preferably 10 to 50 nm, particle diameter determined by scanning and transmission electron microscopy
Als bevorzugte Metalloxide sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Titandioxid und Zinkoxid, besonders bevorzugt Zinkoxid zu nennenPreferred metal oxides in the context of the present invention are titanium dioxide and zinc oxide, particularly preferably zinc oxide
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Oberflachenmodifikation von nanopartikularen Metalloxiden mit Copolymer P eine Langzeitstabilitat von Dispersionen der oberflachenmodifizierten Metalloxide, insbesondere in kosmetischen Zubereitungen ohne unerwünschte pH-Wert Änderungen bei der Lagerung dieser Zubereitungen erreicht werden kann.The invention is based on the finding that by a surface modification of nanoparticulate metal oxides with copolymer P, a long-term stability of dispersions of the surface-modified metal oxides, in particular in cosmetic preparations without undesirable pH changes in the storage of these preparations can be achieved.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines oberflachenmodifizierten nanopartikularen Metalloxids, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Cer, Eisen, Titan, Zink und Zirkonium, durchAnother object of the invention is a method for producing a surface-modified nanoparticulate metal oxide, wherein the metal is selected from the group consisting of aluminum, cerium, iron, titanium, zinc and zirconium, by
a. Fällung des Metalloxids aus einer wassrigen oder alkoholischen Lösung eines seiner Metallsalze,a. Precipitation of the metal oxide from an aqueous or alcoholic solution of one of its metal salts,
b. Abtrennung des ausgefällten Metalloxids aus der wassrigen oder alkoholischen Reaktionsmischung undb. Separating the precipitated metal oxide from the aqueous or alcoholic reaction mixture and
c. anschließende Trocknung des Metalloxids,c. subsequent drying of the metal oxide,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fallung des Metalloxids im Verfahrensschritt a in Gegenwart eines Copolymeren P erfolgt, das als Monomerecharacterized in that the precipitation of the metal oxide in step a in the presence of a copolymer P is carried out as monomers
A) 1 bis 99 ιmol-% eines N-Vιnylamιds undA) 1 to 99 ιmol-% of an N-Vιnylamιds and
B) 99 bis 1 mol-% eines Monomeren, enthaltend pro Molekül eine radikalisch polymeπsierbare α,ß-ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine am- onogene und/oder anionische Gruppe,B) 99 to 1 mol% of a monomer containing, per molecule, a radically polymerizable α, β-ethylenically unsaturated double bond and an amine onogenic and / or anionic group,
enthält, mit der Maßgabe, dass das Copolymer P keine weiteren Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cs-Cao-Alkylestern von monoethyle- nisch ungesättigten CVCβ-Carbonsäuren, N-Alkyl- oder N,N-Dιalkyl- substituierten Amiden der Acrylsäure oder der Methacrylsaure mit Cβ-Ciβ- Alkylresten, oder Vinylestern von aliphatischen Cβ-Cso-Carbonsauren enthalten darfcontains, with the proviso that the copolymer P no further monomers selected from the group consisting of Cs-Cao alkyl esters of monoethylenically unsaturated CVCβ carboxylic acids, N-alkyl or N, N-Dιalkyl- substituted amides of acrylic acid or may contain methacrylic acid with Cβ-Ciβ-alkyl radicals, or vinyl esters of aliphatic Cβ-Cso-carboxylic acids
Bei den Metallsalzen im Verfahrensschritt a kann es sich um Metallhalogenide, - acetate, -sulfate oder -nitrate handeln Bevorzugte Metallsalze sind dabei Halogenide, beispielsweise Zink(lt)chlorid oder Titantetrachlond sowie Nitrate, beispielsweise Zιnk(ll)nιtrat, sowie Acetate, beispielsweise Zιnk(ll)acetat.The metal salts in process step a may be metal halides, acetates, sulfates or nitrates. Preferred metal salts are halides, for example zinc chloride, titanium tetrachloride and nitrates, for example zinc (II) nyltrate, and acetates, for example zinc (II) acetate.
Als alkoholische Lösung ist beispielsweise eine methanohsche oder ethanolische Losung oder auch eine Mischung aus Wasser und einem Alkohol, beispielsweise Methanol, Ethanol oder Isopropanol gemeintBy way of example, the term "alcoholic solution" means a methanolic or ethanolic solution or else a mixture of water and an alcohol, for example methanol, ethanol or isopropanol
Die Fallung des Metalloxids im Verfahrensschritt a. kann bei einer Temperatur im Be- reich von 2O0C bis 1000C, bevorzugt im Bereich von 250C bis 400C erfolgenThe precipitation of the metal oxide in process step a. can at a temperature in the range of 2O 0 C to 100 0 C., preferably in the range of 25 0 C to 40 0 C.
Je nach verwendetem Metallsalz kann die Fallung bei einem pH-Wert im Bereich von 3 bis 13 durchgeführt werden. Im Falle von Zinkoxid liegt der pH-Wert bei der Fällung im Bereich von 7 bis 11.Depending on the metal salt used, the precipitation may be carried out at a pH in the range of 3 to 13. In the case of zinc oxide, the pH at precipitation is in the range of 7 to 11.
Die Konzentration der Metallsalze liegt in der Regel im Bereich von 0,05 bis 1 mol/l, bevorzugt im Bereich von 0, 1 bis 0,5 mol/l, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,4 mol/l.The concentration of the metal salts is generally in the range of 0.05 to 1 mol / l, preferably in the range of 0, 1 to 0.5 mol / l, particularly preferably in the range of 0.2 to 0.4 mol / l ,
Die Fallzeit beträgt in der Regel 0,2 bis 8 Stunden, bevorzugt 0,2 bis 7 Stunden, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Stunden, ganz besonders bevorzugt 1 bis 2 Stunden.The fall time is generally 0.2 to 8 hours, preferably 0.2 to 7 hours, more preferably 0.5 to 5 hours, most preferably 1 to 2 hours.
Bezüglich der Definition des im erfindungsgemäßeπ Verfahren als Oberflachenbe- schichtung eingesetzten Copolymers P, sowohl in der allgemeinen als auch bevorzug- ten Ausführungsform, sei auf die eingangs erfolgte Beschreibung hingewiesen.With regard to the definition of the copolymer P used as surface coating in the process according to the invention, both in the general and in the preferred embodiment, reference is made to the description made at the outset.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von oberflächenmodifiziertem nanopartikulären Zinkoxid durchThe present invention is in particular a process for the preparation of surface-modified nanoparticulate zinc oxide by
a. Fallung des Zinkoxids aus einer wässπgen Losung von Zink(ll)chloπd,a. Precipitation of the zinc oxide from an aqueous solution of zinc (II) chloπd,
Zιnk(ll)nιtrat oder Zιnk(ll)acetat bei einer Temperatur im Bereich von 25 bis 4O0C und einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 11 in Gegenwart eines Alkalimetall- hydroxids,Zιnk (II) or nιtrat Zιnk (II) acetate at a temperature in the range of 25 to 4O 0 C and a pH in the range of 7 to 11 in the presence of an alkali metal hydroxide,
b. Abtrennung des ausgefällten Zinkoxids aus der wässrigen Reaktionsmischung undb. Separation of the precipitated zinc oxide from the aqueous reaction mixture and
c. anschließende Trocknung,c. subsequent drying,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung des Zinkoxids im Verfahrens seh ritt a. in Gegenwart von Copolymer P erfolgt.characterized in that the precipitation of the zinc oxide in the process seh rode a. in the presence of copolymer P.
Die Fällung des Zinkoxids im Verfahrensschritt a. kann beispielsweise erfolgen durch Zudosierung einer wässrigen Lösung eines Gemisches aus Copolymer P und eines Alkalimetallhydroxids oder Ammoniumhydroxids, insbesondere NaOH zu der wässrigen Lösung von Zink(ll)chlorid, Zink(ll)nitrat oder Zink(ll)acetat oder durch gleichzeiti- ges Zusdosieren jeweils einer wässrigen Lösung von Zink(ll)chlorid, Zink(ll)nitrat oder Zink(ll)acetat und einer wässrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxids oder Ammont- umhydroxids, insbesondere NaOH zu einer wässrigen Lösung des Coplolymers P.The precipitation of the zinc oxide in process step a. For example, by metering in an aqueous solution of a mixture of copolymer P and an alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide, in particular NaOH to the aqueous solution of zinc (II) chloride, zinc (II) nitrate or zinc (II) acetate or by simultaneous Zusensieren each an aqueous solution of zinc (II) chloride, zinc (II) nitrate or zinc (II) acetate and an aqueous solution of an alkali metal hydroxide or Ammont- umhydroxids, in particular NaOH to an aqueous solution of the copolymer P.
Die Abtrennung des ausgefällten Metalloxids aus der wässrigen Reaktionsmischung kann in an sich bekannter Weise beispielsweise durch Filtration oder Zentrifugation erfolgen.The separation of the precipitated metal oxide from the aqueous reaction mixture can be carried out in a conventional manner, for example by filtration or centrifugation.
Der erhaltene Filterkuchen kann in an sich bekannter Weise getrocknet werden, beispielsweise im Trockenschrank bei Temperaturen zwischen 40 und 1000C, bevorzugt zwischen 50 und 700C unter Normaldruck bis zur Gewichtskonstanz.The resulting filter cake can be dried in a conventional manner, for example in a drying oven at temperatures between 40 and 100 0 C, preferably between 50 and 70 0 C under atmospheric pressure to constant weight.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein kosmetisches Mittel, das ein erfindungsgemäß oberflächenbeschichtetes Zinkoxid oder eine Zinkoxiddispersion enthält.Another object of the present invention is a cosmetic composition containing a surface-coated zinc oxide or a zinc oxide dispersion according to the invention.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von oberflächenmodifiziertem Metalloxid, insbesondere Titandioxid oder Zinkoxid, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind:Another object of the present invention is the use of surface-modified metal oxide, in particular titanium dioxide or zinc oxide, which are prepared by the process according to the invention:
- zum UV-Schutz- for UV protection
als antimikrobieller Wirkstoffas antimicrobial agent
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das ober- flächenmodifizierte Metalloxid, insbesondere Titandioxid oder Zinkoxid in einem flüssigen Medium redispergierbar und bildet stabile Dispersionen. Dies ist besonders vorteilhaft, weil die aus dem erfindungsgemäßen Zinkoxid hergestellten Dispersionen vor der Weiterverarbeitung nicht erneut dispergiert werden müssen, sondern direkt verarbeitet werden können.According to a preferred embodiment of the present invention, the surface-modified metal oxide, in particular titanium dioxide or zinc oxide, is redispersible in a liquid medium and forms stable dispersions. This is particularly advantageous because of the dispersions prepared from the zinc oxide according to the invention the further processing need not be redispersed, but can be processed directly.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oberflä- chenmodifizierte Metalloxid in polaren organischen Lösemitteln redispergierbar und bildet stabile Dispersionen. Dies ist besonders vorteilhaft, da hierdurch eine gleichmäßige Einarbeitung beispielsweise in Kunststoffe oder Folien möglich ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the surface-modified metal oxide is redispersible in polar organic solvents and forms stable dispersions. This is particularly advantageous, since this uniform incorporation, for example, in plastics or films is possible.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das oberflächenmodifizierte Metalloxid in Wasser redispergierbar und bildet dort stabile Dispersionen. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich hierdurch die Möglichkeit eröffnet, das erfindungsgemäße Material beispielsweise in kosmetischen Rezepturen einzusetzen, wobei der Verzicht auf organische Lösemittel einen großen Vorteil darstellt. Denkbar sind auch Mischungen von Wasser und polaren organischen Lösemitteln.According to another preferred embodiment of the present invention, the surface-modified metal oxide is redispersible in water and forms stable dispersions there. This is particularly advantageous, since this opens up the possibility of using the material according to the invention, for example in cosmetic formulations, wherein the omission of organic solvents represents a great advantage. Also conceivable are mixtures of water and polar organic solvents.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzen die oberflächenmodifizierten Metalloxidpartikel einen Durchmesser von 10 bis 200 nm. Dies ist besonders vorteilhaft, da innerhalb dieser Größenverteilung eine gute Re- dispergierbarkeit gewährleistet ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the surface-modified metal oxide particles have a diameter of from 10 to 200 nm. This is particularly advantageous since a good re-dispersibility is ensured within this size distribution.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Metalloxidnanopartikel einen Durchmesser von 10 bis 50 nm auf. Dieser Größenbereich ist besonders vorteilhaft, da nach Redispergierung von solchen Zinko- xidnanopartikeln die entstehenden Dispersionen transparent sind und somit beispiels- weise bei Zugabe zu kosmetischen Rezepturen die Farbgebung nicht beeinflussen. Darüber hinaus ergibt sich hierdurch auch die Möglichkeit zum Einsatz in transparenten Folien.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the metal oxide nanoparticles have a diameter of 10 to 50 nm. This size range is particularly advantageous since, after redispersion of such zinc oxide nanoparticles, the resulting dispersions are transparent and thus, for example, when added to cosmetic formulations, do not affect the coloration. In addition, this results in the possibility for use in transparent films.
Wenn die Metalloxide, insbesondere Titandioxid oder Zinkoxid als UV-Absorber einge- setzt werden sollen, ist es ratsam, Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 5 nm einzusetzen, da unterhalb dieser Grenze eine Verschiebung der Absorptionskante in den kurzwelligen Bereich erfolgt (L. Brus, J. Phys., Chem. (1986), 90, 2555 - 2560).If the metal oxides, in particular titanium dioxide or zinc oxide, are to be used as UV absorbers, it is advisable to use particles with a diameter of more than 5 nm, since below this limit, the absorption edge shifts to the short-wave range (L. Brus , J. Phys., Chem. (1986), 90, 2555-2560).
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein kosmetisches Mittel, das ein erfindungsgemäß oberflächenmodifiziertes Metalloxid, insbesondere Titandioxid und/oder Zinkoxid enthält. Dies ist besonders vorteilhaft, da aufgrund der feinen Verteilung der Metalloxidpartikel, insbesondere der Zinkoxidpartikel diese ihre hautberuhigende Wirkung effektiver entfalten können.Another object of the present invention is a cosmetic composition containing a surface-modified metal oxide according to the invention, in particular titanium dioxide and / or zinc oxide. This is particularly advantageous since, due to the fine distribution of the metal oxide particles, in particular the zinc oxide particles, these can unfold their skin-soothing effect more effectively.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass beim Auftragen auf z.B. die Haut aufgrund der geringen Partikelgröße kein Reibeeffekt auftritt, sondern ein sanftes Auftragen möglich ist, was ein angenehmes Hautgefühl hervorruft. Nach einer weiteren Ausführungsform des kosmetischen Mittels dient dieses der Pflege oder dem Schutz der Haut insbesondere zum Sonnenschutz bzw. zur Pflege bei Sonnenlichtexposition und liegt in Form einer Emulsion, einer Dispersion, einer Suspension, einer wässrigen Tensidzubereitung, einer Milch, einer Lotion, einer Creme, eines Balsams, einer Salbe, eines Gels, eines Granulats, eines Puders, eines Stiftpräparates, wie z.B. eines Lippenstifts, eines Schaums, eines Aerosols oder eines Sprays vor. Solche Formulierungen sind gut geeignet für topische Zubereitungen. Als Emulsionen kommen ÖI-in-Wasser-Emulsionen und Wasser-in-ÖI-Emulsionen oder Mikro- emulsionen in Frage. Dies ist besonders vorteilhaft, weil durch den Einsatz in Sonnen- Schutzmittel die UV-absorbierende und die hautberuhigende Wirkung beispielsweise des Zinkoxids gleichzeitig genutzt werden können. Darüber hinaus eignen sich die erfindungsgemäß oberflächenmodifizierten Metalloxide sehr gut zum Einsatz in Sonnenschutzmittel, da die Partikel in einer Größe herstellbar sind, die sie für das menschliche Auge tranparent erscheinen lassen. Dadurch entsteht bei der Anwendung kein weißer Schleier auf der Haut.Another advantage is that when applied to eg the skin due to the small particle size no frictional effect, but a gentle application is possible, which causes a pleasant feeling on the skin. According to a further embodiment of the cosmetic agent, the latter serves to care for or protect the skin, in particular for sun protection or for care in sunlight exposure, and is in the form of an emulsion, a dispersion, a suspension, an aqueous surfactant preparation, a milk, a lotion, a cream , a balm, an ointment, a gel, a granule, a powder, a stick preparation, such as a lipstick, a foam, an aerosol or a spray. Such formulations are well suited for topical preparations. Suitable emulsions are oil-in-water emulsions and water-in-oil emulsions or microemulsions. This is particularly advantageous because the UV-absorbing and soothing action of, for example, zinc oxide can be used simultaneously by use in sunscreens. In addition, the surface-modified metal oxides according to the invention are very suitable for use in sunscreens, since the particles can be produced in a size which makes them appear transparent to the human eye. This results in no white veil on the skin when applied.
Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, dass es sich insbesondere bei Zinkoxid um einen UV-Breitbandfilter handelt, dessen UV-Absorptionsverhalten es erlaubt, ein Sonneπ- schutzmittel zu schaffen, dass keine weiteren chemischen UV-Filtersubstanzen mehr benötigt. Dadurch kann die Gefahr von Haut-Irritationen oder allergischen Reaktionen durch Zersetzungsprodukte chemischer Filter oder durch diese Substanzen selbst vermieden werden, was die allgemeine Verträglichkeit eines derart gestalteten Sonnenschutzmittels stark erhöht. Im Regelfall wird das kosmetische Mittel zur topischen Applikation auf der Haut verwendet. Unter topischen Zubereitungen sind dabei solche Zubereitungen zu verstehen, die dazu geeignet sind, die Wirkstoffe in feiner Verteilung und bevorzugt in einer durch die Haut resorbierbaren Form auf die Haut aufzubringen. Hierfür eignen sich z.B. wässrige und wässrig-alkoholische Lösungen, Sprays, Schäume, Schaumaerosole, Salben, wässrige Gele, Emulsionen vom O/W- oder W/O-Typ, Mikroemulsionen oder kosmetische Stiftpräparate.A further advantage is the fact that zinc oxide in particular is a broadband UV filter whose UV absorption behavior makes it possible to provide a sunscreen agent which no longer requires any further chemical UV filter substances. Thereby, the risk of skin irritation or allergic reactions by decomposition products of chemical filters or by these substances themselves can be avoided, which greatly increases the general compatibility of such a designed sunscreen. As a rule, the cosmetic agent is used for topical application on the skin. Topical preparations are to be understood as meaning those preparations which are suitable for applying the active ingredients to the skin in fine distribution and preferably in a form absorbable by the skin. For this purpose, e.g. aqueous and aqueous-alcoholic solutions, sprays, foams, foam aerosols, ointments, aqueous gels, emulsions of the O / W or W / O type, microemulsions or cosmetic stick preparations.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen kosmetischen Mittels enthält das Mittel einen Träger. Bevorzugt als Träger ist Wasser, ein Gas, eine Wasser-basierte Flüssigkeit, ein Öl, ein Gel, eine Emulsion oder Mikroemulsion, eine Dispersion oder eine Mischung davon. Die genannten Träger zeigen eine gute Haut- Verträglichkeit. Besonders vorteilhaft für topische Zubereitungen sind wässrige Gele, Emulsionen oder Mikroemulsionen.According to a preferred embodiment of the cosmetic agent according to the invention, the agent contains a carrier. Preferred as a carrier is water, a gas, a water-based liquid, an oil, a gel, an emulsion or microemulsion, a dispersion or a mixture thereof. The mentioned carriers show a good skin compatibility. Particularly advantageous for topical preparations are aqueous gels, emulsions or microemulsions.
Als Emulgatoreπ können nichtionogene Tenside, zwitterionische Tenside, ampholyti- sche Tenside oder anionische Emulgatoren verwendet werden. Die Emulgatoren kön- nen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Mengen von 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5, Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthalten sein. Als nichtionogenes Tensid kann beispielsweise ein Tensid aus mindestens einer der folgenden Gruppen verwendet werden:Nonionic surfactants, zwitterionic surfactants, ampholytic surfactants or anionic emulsifiers can be used as emulsifiers. The emulsifiers may be present in the composition according to the invention in amounts of from 0.1 to 10, preferably from 1 to 5,% by weight, based on the composition. As a nonionic surfactant, for example, a surfactant of at least one of the following groups may be used:
Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe;Addition products of 2 to 30 moles of ethylene oxide and / or 0 to 5 moles of propylene oxide to linear fatty alcohols having 8 to 22 carbon atoms, to fatty acids having 12 to 22 carbon atoms and alkylphenols having 8 to 15 carbon atoms in the alkyl group;
Ci2/18-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin; Ci2 / 18 fatty acid monoesters and diesters of addition products of 1 to 30 mol ethylene oxide onto glycerol;
Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlage- rungsprodukte;Glycerol mono- and diesters and sorbitan mono- and diesters of saturated and unsaturated fatty acids of 6 to 22 carbon atoms and their ethylene oxide imidazole products;
Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga;Alkyl mono- and oligoglycosides having 8 to 22 carbon atoms in the alkyl radical and their ethoxylated analogs;
Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;Addition products of 15 to 60 moles of ethylene oxide with castor oil and / or hydrogenated castor oil;
Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z.B. Polyglycerinpolyricinoleat, Polygl ycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat. Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen;Polyol and especially polyglycerol esters, e.g. Polyglycerinpolyricinoleat, Polygl ycerinpoly-12-hydroxystearat or Polyglycerindimerat. Also suitable are mixtures of compounds of several of these classes of substances;
Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;Addition products of 2 to 15 moles of ethylene oxide with castor oil and / or hydrogenated castor oil;
Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter Cε/22- Fettsäuren, Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta-erythrit, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit), Alkylglucoside (z.B. Me- thylglucosid, Butylglucosid, Lauryl-glucosid) sowie Polyglucoside (z.B. Cellulose);Partial esters based on linear, branched, unsaturated or saturated Cε / 22 fatty acids, ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid and glycerol, polyglycerol, pentaerythritol, dipentaerythritol, sugar alcohols (eg sorbitol), alkyl glucosides (eg methyl glucoside, butyl glucoside , Lauryl glucoside) as well as polyglucosides (eg cellulose);
Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri-PEG-alkylphosphate und deren Salze;Mono-, di- and trialkyl phosphates and mono-, di- and / or tri-PEG-alkyl phosphates and their salts;
Wollwachsalkohole;Lanolin alcohol;
Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate;Polysiloxane-polyalkyl-polyether copolymers or corresponding derivatives;
Mischester aus Pentaerythrit, Fettsäuren, Citronensäure und Fettalkohol gemäß DE PS 1165574 und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methyl- glucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin sowie Polyalkylenglycole;Mixed esters of pentaerythritol, fatty acids, citric acid and fatty alcohol according to DE PS 1165574 and / or mixed esters of fatty acids having 6 to 22 carbon atoms, methyl glucose and polyols, preferably glycerol or polyglycerol and polyalkylene glycols;
Betaine.Betaine.
Weiterhin können als Emulgatoren zwitterionische Tenside verwendet werden. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Car- boxylat- oder eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosalkyldimethyl-ammoniumglycinat, N-Acylamino-propyl-N,N dimethylamrnoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyldimethylam- monium-glycinat, und 2-Alkyl-3-carboxy!methyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydro- xyethyl-carboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat.Furthermore, zwitterionic surfactants can be used as emulsifiers. Zwitterionic surfactants are those surface-active compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one carboxy or sulfonate group in the molecule. Particularly suitable zwitterionic surfactants are the so-called betaines, such as N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoalkyldimethylammonium glycinate, N-acylamino-propyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoacylaminopropyldimethylammonium glycinate, and 2-alkylbenzenesulfonate. 3-carboxy! Methyl-3-hydroxyethyl imidazolines having in each case 8 to 18 C atoms in the alkyl or acyl group, and the cocoacylaminoethylhydroxyethyl carboxymethylglycinate. Particularly preferred is the known under the CTFA name Cocamidopropyl Betaine fatty acid amide derivative.
Ebenfalls geeignete Emulgatoren sind ampholytische Tenside. Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer Cδ.is-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SChH-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N- Alkylpropionsäuren , N-Alkylamino-buttersäuren , N Alkyliminodipropionsäuren, N- Hydroxyethyl-N-alkylamido-propylglycine, N-Alkyltaurine, N Alkylsarcosine, 2- Alkylaminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe.Also suitable emulsifiers are ampholytic surfactants. Ampholytic surfactants are to be understood as meaning those surface-active compounds which contain, in addition to a C 5-10 alkyl or acyl group in the molecule, at least one free amino group and at least one -COOH or -SCH group and are capable of forming internal salts. Examples of suitable ampholytic surfactants are N-alkylglycines, N-alkylpropionic acids, N-alkylamino-butanoic acids, N-alkyliminodipropionic acids, N-hydroxyethyl-N-alkylamido-propylglycines, N-alkyltaurines, N alkylsarcosines, 2-alkylaminopropionic acids and alkylaminoacetic acids each having about 8 to 18 C atoms in the alkyl group.
Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkyl-aminopropionat , Kokosacylaminoethylaminopropionat und das Ci2/18-Acylsarcosin. Neben den ampholytischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäuretriethanolaminester-Salze, besonders bevorzugt sind. Des weiteren können als anionische Emulgatoren Alky- lethersulfate, Monoglyceridsulfate, Fettsäuresulfate, Sulfosuccinate und/oder Ethercar- bonsäureπ eingesetzt werden.Particularly preferred ampholytic surfactants are N-cocoalkylaminopropionate, cocoacylaminoethylaminopropionate and C 12/18 acylsarcosine. In addition to the ampholytic, quaternary emulsifiers are also suitable, those of the esterquat type, preferably methyl-quaternized difatty acid triethanolamine ester salts, being particularly preferred. Furthermore, as anionic emulsifiers, it is possible to use alkyl ether sulfates, monoglyceride sulfates, fatty acid sulfates, sulfosuccinates and / or ether carboxylic acid.
Als Ölkörper kommen Guerbetalkohole auf Basis von Fettalkoholen mit 6 bis 18, vor- zugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen, Ester von linearen C6-C22-Fettsäuren mit linearen C6-C22-Fettaikohoien, Ester von verzweigten Cs-C13-Carbonsäuren mit linearen C6- C22-Fettalkohoien, Ester von linearen C6-C22-Fettsäuren mit verzweigten Alkoholen, insbesondere 2-Ethylhexanol, Ester von linearen und/oder verzweigten Fettsäuren mit mehrwertigen Alkoholen (wie z.B. Propylenglycol, Dimerdiol oder Trimertriol) und/oder Guerbetalkoholen, Triglyceride auf Basis Ce-Cio-Fettsäuren, flüssige Mono-/Di-, Trigly- ceridmischungen auf Basis von Ce-Cis-Fettsäuren, Ester von Ce-C22-Fettalkoholen und/oder Guerbetalkoholen mit aromatischen Carbonsäuren, insbesondere Benzoesäure, Ester von C≥-C^-Dicarbonsäuren mit linearen oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen oder Polyolen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen, pflanzliche Öle, verzweigte primäre Alkohole, substituierte Cyclohe- xane, lineare Ce-C22-Fettalkoho!carbonate, Guerbetcarbonate, Ester der Benzoesäure mit linearen und/oder verzweigten Ce-C22-Alkoholen (z.B. Finsolvφ TN), Dialkylether, Ringöffnungsprodukte von epoxidierten Feüsäureestern mit Polyolen, Siliconöle und/oder aliphatische bzw. naphthenische Kohlenwasserstoffe in Betracht. Als Ölkör- per können ferner auch Siliconverbindungen eingesetzt werden, beispielsweise Di- methylpolysiloxane, Methylphenylpolysiloxane, cyclische Silicone sowie amino-, fett- säure-, alkohol-, polyether-, epoxy-, fluor-, alkyl- und/oder glykosid modifizierte Silicon- Verbindungen, die bei Raumtemperatur sowohl flüssig als auch harzförmig vorliegen können. Die Ölkörper können in den erfindungsgemäßen Mitteln in Mengen von 1 bis 90, vorzugsweise 5 bis 80, und insbesondere 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung enthalten sein.Guerbet alcohols based on fatty alcohols having 6 to 18, preferably 8 to 10, carbon atoms, esters of linear C 6 -C 22 -fatty acids with linear C 6 -C 2 2-fatty alcohols, esters of branched Cs-C 13 -carboxylic acids with linear C 6 - C22 fatty alcohols, esters of C6-C22 linear fatty acids with branched alcohols, in particular 2-ethylhexanol, esters of linear and / or branched fatty acids with polyhydric alcohols (such as propylene glycol, dimerdiol or trimer triol) and / or Guerbet alcohols, triglycerides based on Ce-Cio fatty acids, liquid mono- / di-, triglyceride mixtures based on Ce-Cis fatty acids, esters of Ce-C22 fatty alcohols and / or Guerbet alcohols with aromatic carboxylic acids, in particular benzoic acid, esters of C≥- C ^ dicarboxylic acids with linear or branched alcohols with 1 to 22 carbon atoms or polyols having 2 to 10 carbon atoms and 2 to 6 hydroxyl groups, vegetable oils, branched primary alcohols, substituted cyclohexyls, linear Ce-C22 fatty alcohols, Guerbet carbonates, esters of benzoic acid with linear and / or branched Ce C2 2 alcohols (for example Finsolv TN φ), dialkyl ethers, ring opening products of epoxidized Feüsäureestern with polyols, silicone oils and / or aliphatic or naphthenic hydrocarbons. It is also possible to use silicone compounds as oil particles, for example dimethylpolysiloxanes, methylphenylpolysiloxanes, cyclic silicones and also amino, fatty acid, alcohol, polyether, epoxy, fluorine, alkyl and / or glycoside-modified silicone rubbers. Compounds which may be both liquid and resinous at room temperature. The oil bodies may be present in the compositions according to the invention in amounts of from 1 to 90, preferably from 5 to 80, and in particular from 10 to 50,% by weight, based on the composition.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung weitere UV-Lichtschutzfilter in Form löslicher Verbindungen oder anderer Pigmente.According to a particularly preferred embodiment, the composition according to the invention contains further UV light protection filters in the form of soluble compounds or other pigments.
Obwohl es wie bereits weiter oben beschrieben möglich ist, mit Hilfe der erfindungs- gemäßen Zinkoxidpartike! ein Sonnenschutzmitte! zu schaffen, das gute UV Absorptionseigenschaften ohne weitere UV-Filtersubstanzen erreicht, kann es im Einzelfall gewünscht sein, dem kosmetischen Mittel bzw. dem Sonnenschutzmittel weitere UV- Filtersubstanzen zuzusetzen. Dies kann z.B. dann erforderlich sein, wenn ein besonderer Schwerpunkt bei der Filterleistung gelegt werden soll. Der erfindungsgemäßen Zu- sammensetzung können ein oder mehrere weitere UV-Lichtschutzfilter zugesetzt werden.Although it is possible, as already described above, with the aid of the zinc oxide particles according to the invention! a sunscreen center! To create, which achieves good UV absorption properties without further UV filter substances, it may be desirable in individual cases to add to the cosmetic product or the sunscreen more UV filter substances. This can e.g. be necessary if a special emphasis should be placed on filter performance. One or more further UV light protection filters can be added to the composition according to the invention.
Im Falle der löslichen Verbindungen sind unter UV-Lichtschutzfiltern organische Substanzen zu verstehen, die in der Lage sind, ultraviolette Strahlen zu absorbieren und die aufgenommene Energie in Form längerwelliger Strahlung, z.B. Wärme, wieder abzugeben. Die organischen Substanzen können öllöslich oder wasserlöslich sein.In the case of soluble compounds, UV light protection filters are organic substances capable of absorbing ultraviolet rays and absorbing the absorbed energy in the form of longer wavelength radiation, e.g. Heat, give it up again. The organic substances may be oil-soluble or water-soluble.
Als öllösliche UV-B-Filter können z.B. folgende Substanzen verwendet werden;As oil-soluble UV-B filters, e.g. the following substances are used;
3-Benzylidencampher und dessen Derivate, z.B. 3-(4-Methylbenzyliden)campher;3-benzylidene camphor and its derivatives, e.g. 3- (4-methylbenzylidene) camphor;
4-Aminobenzoesäurederivate, vorzugsweise 4-(Dimethylamino)benzoesäure-2- ethylhexylester, 4-( Dimethylamino)benzoesäure-2-octylester und 4-(Dimethylamino)- benzoesäureamylester;4-aminobenzoic acid derivatives, preferably 2-ethylhexyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-octyl 4- (dimethylamino) benzoate and 4- (dimethylamino) benzoic acid ester;
Ester der Zimtsäure, vorzugsweise 4-Methoxyzimtsäure-2-ethylhexylester, 4 Methoxy- zimtsäurepropylester, 4-Methoxyzimtsäureisoamylester, 4 Methoxyzimtsäureisopenty- lester, 2-Cyano-3-phenyl-zimtsäure-2-ethylhexylester (Octocrylene); Ester der Salicylsäure, vorzugsweise Sa[icylsäure-2-ethylhexylester, Salicylsäure-4 isopropylbenzylester, Salicylsäurehomomenthylester;Esters of cinnamic acid, preferably 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate, 4-propyl methoxy cinnamate, isoamyl 4-methoxycinnamate, 4-isoacetyl methoxycinnamate, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (octocrylene); Esters of salicylic acid, preferably 2-ethylhexyl salicylate, 4-isopropylbenzyl salicylate, homomenthyl salicylate;
Derivate des Benzophenons, vorzugsweise 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2- Hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon;Derivatives of benzophenone, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone;
Ester der Benzalmalonsäure, vorzugsweise 4-Methoxybenzmalonsäuredi-2- ethylhexylester;Esters of benzalmalonic acid, preferably di-2-ethylhexyl 4-methoxybenzmalonate;
Triazinderivate, wie z.B. 2,4,6-Trianiliπo-(p-carbo-2'-ethyl-1 '-hexyloxy)-1,3J5-triazin (Oc- tyltriazone) und Dioctyl Butamido Triazon (Uvasorb® HEB).Triazine derivatives such as 2,4,6-Trianiliπo- (p-carbo-2'-ethyl-1 ' hexyloxy) -1,3 J 5-triazine (octyl triazone) and dioctyl butamido triazone (Uvasorb ® HEB).
Propan-1 ,3-dione, wie z.B. 1 -(4-tert. Butylphenyl)-3-(4'-methoxyphenyl)propan-1 ,3- dion.Propane-1,3-diones, e.g. 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione.
Als wasserlösliche Substanzen kommen in Frage:Suitable water-soluble substances are:
2-Phenylbenzimidazol-5-su!fonsäure und deren Alkali-, Erdalkali-, Ammonium-, Alky- lammonium-, Alkanolammonium- und Glucammoniumsalze;2-phenylbenzimidazole-5-sulphonic acid and its alkali metal, alkaline earth metal, ammonium, alkylammonium, alkanolammonium and glucammonium salts;
Sulfonsäurederivate von Benzophenonen , vorzugsweise 2-Hydroxy-4-methoxybenzo- phenon-5-sulfonsäure und ihre Salze;Sulfonic acid derivatives of benzophenones, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid and its salts;
Sulfonsäurederivate des 3-Benzylidencamphers, wie z.B. 4-{2-Oxo-3- bornylidenmethyl)beπzolsulfonsäure und 2-Methyl-5-(2-oxo-3-borπyliden)sulfonsäure und deren Salze.Sulfonic acid derivatives of the 3-benzylidene camphor, e.g. 4- {2-Oxo-3-bornylidenemethyl) beπzolsulfonsäure and 2-methyl-5- (2-oxo-3-borπyliden) sulfonic acid and salts thereof.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Estern der Zimtsäure, vorzugsweise 4- Methoxyzimtsäure-2-ethylhexylester, 4-Methoxyzimtsäureisopentylester, 2-Cyano-3- phenyl-zimtsäure-2-ethylhexylester (Octocrylene).Especially preferred is the use of esters of cinnamic acid, preferably 4-methoxycinnamic acid 2-ethylhexyl ester, 4-methoxycinnamic acid isopentyl ester, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (octocrylene).
Des weiteren ist die Verwendung von Derivaten des Benzophenons, insbesondere 2- Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-4v-methylbenzophenoπ, 2,2'- Dihydroxy-4-methoxybenzophenon sowie der Einsatz von Propan-1 ,3-dionen, wie z.B. 1 -(4-tert. Butylphenyl)-3-(4-'methoxyphenyl)propan-1 ,3-dion bevorzugt.Furthermore, the use of derivatives of benzophenone, in particular 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4 v -methylbenzophenoπ, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone and the use of propane-1, 3-diones, such as 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4-methethoxyphenyl) propane-1,3-dione.
Als typische UV-A-Filter kommen in Frage:Typical UV-A filters are:
Derivate des Benzoylmethans, wie beispielsweise 1-(4'-tert.Butylphenyl)-3-(4'-methoxy- phenyl)propan-1 ,3-dion, 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoy!methan oder 1-Phenyl-3-(4'- isopropylpheny[)-propan-1 ,3-dion; Amino-hydroxy-substituierte Derivate von Benzophenonen wie z.B. N,N-Diethylamino- hydroxybenzoyl-n-hexylbenzoat.Derivatives of benzoylmethane, such as 1- (4'-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione, 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzylmethane or 1 -Phenyl-3- (4'-isopropylpheny [) -propane-1,3-dione; Amino-hydroxy-substituted derivatives of benzophenones such as N, N-diethylamino-hydroxybenzoyl-n-hexyl benzoate.
Die UV-A und UV-B-Filter können selbstverständlich auch in Mischungen eingesetzt werden.Of course, the UV-A and UV-B filters can also be used in mixtures.
Als weitere Lichtschutzfiiter können aber auch andere unlösliche Pigmente, z.B. fein- disperse Metalloxide bzw. Salze wie beispielsweise Titandioxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Ceroxid, Zirkoniumoxid, Silicate (Talk), Bariumsulfat und Zinkstearat verwendet werden. Die Partikel sollten dabei einen mittleren Durchmesser von weniger als 100 nm, vorzugsweise zwischen 5 und 50 nm und insbesondere zwischen 15 und 30 nm aufweisen.As other light stabilizers, however, other insoluble pigments, e.g. finely disperse metal oxides or salts such as titanium dioxide, iron oxide, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, silicates (talc), barium sulfate and zinc stearate. The particles should have an average diameter of less than 100 nm, preferably between 5 and 50 nm and in particular between 15 and 30 nm.
Neben den beiden vorgenannten Gruppen primärer Lichtschutzstoffe können auch sekundäre Lichtschutzmittel vom Typ der Antioxidantien eingesetzt werden, die die photochemische Reaktionskette unterbrechen, welche ausgelöst wird, wenn UV- Strahlung in die Haut eindringt. Typische Beispiele hierfür sind Superoxid-Dismutase, Tocopherole (Vitamin E) und Ascorbinsäure (Vitamin C).In addition to the two aforementioned groups of primary light stabilizers, it is also possible to use secondary light stabilizers of the antioxidant type which interrupt the photochemical reaction chain which is triggered when UV radiation penetrates into the skin. Typical examples are superoxide dismutase, tocopherols (vitamin E) and ascorbic acid (vitamin C).
Der Gesamtanteil der Lichtschutzmittel in dem erfindungsgemäßen Sonnenschutzmittel liegt üblicherweise bei 1 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung als solche kann 1 bis 95 vorzugsweise 5 bis 80, und insbesondere 10 bis 60 Gew.-% Wasser enthalten.The total amount of light stabilizer in the sunscreen according to the invention is usually from 1 to 20, preferably 5 to 15 wt .-%. As such, the composition according to the invention may contain from 1 to 95, preferably from 5 to 80, and in particular from 10 to 60,% by weight of water.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße kosmetische Zusammensetzung ferner pflegende Substanzen, weitere kosmetische Wirkstoffe und/oder Hilfs- und Zusatzstoffe.According to a particularly preferred embodiment, the cosmetic composition according to the invention further contains nourishing substances, other cosmetic active ingredients and / or auxiliaries and additives.
Als wettere kosmetische Wirkstoffe werden insbesondere Hautfeuchthaltemittel, anti- mikrobielle Stoffe und/oder deodorierende oder schweißhemmende Stoffe eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass sich weitere gewünschte Effekte erzielen lassen, die zur Pflege oder Behandlung der Haut beitragen oder beispielsweise das Wohlempfinden des Anwenders der kosmetischen Zusammensetzung bei der Verwendung dieser Zusammensetzung steigern.Skin-moisturizing agents, antimicrobial substances and / or deodorant or antiperspirant substances are used in particular as weathering cosmetic active ingredients. This has the advantage that it is possible to obtain further desired effects which contribute to the care or treatment of the skin or, for example, increase the sense of well-being of the user of the cosmetic composition when using this composition.
So können in der kosmetischen Zusammensetzung neben dem Träger, dem oberflächenmodifizierten Zinkoxid, Wasser und physiologisch geeigneten Lösemitteln unter anderem auch pflegende Bestandteile, wie z.B. Öle, Wachse, Fette, rückfettende Substanzen, Verdickungsmittel, Emulgatoren und Duftstoffe enthalten sein. Ein hoher An- teil an pflegenden Substanzen ist insbesondere zur topischen prophylaktischen oder kosmetischen Behandlung der Haut vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zusammensetzung neben den in vielen Fällen ebenfalls Pflegewirkung aufweisenden tierischen und pflanzlichen Fetten und Ölen noch weitere Pflegekomponenten enthält. Die Gruppe der pflegenden Wirkstoffe, die zum Einsatz kommen können, umfasst z.B.: Fettalkohole mit 8-22 C-Atomen, insbe- sondere Fettalkohole von natürlichen Fettsäuren; tierische und pflanzliche Proteinhydrolysate, insbesondere Elastin-, Kollagen-, Keratin-, Milcheiweiß-, Sojaprotein-, Seidenprotein-, Haferprotein-, Erbsenprotein-, Mandelprotein- und Weizenprotein- hydrolysate; Vitamine und Vitaminvorstufen, insbesondere die der Vitamin-Gruppen A und B; Mono-, Di- und Oligosaccharide; Pflanzeπextrakte; Honigextrakte; Ceramide; Phospholipide; Vaseline, Paraffin- und Silikonöle; Fettsäure- und Fettaikoholester, insbesondere die Monoester der Fettsäuren mit Alkoholen mit 3 - 24 C-Atomen. Zu den in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bevorzugt einzusetzenden Vitaminen, Provitaminen oder Vitaminvorstufen gehören unter anderem:Thus, in the cosmetic composition in addition to the carrier, the surface-modified zinc oxide, water and physiologically suitable solvents, among other nourishing ingredients such as oils, waxes, fats, moisturizers, thickeners, emulsifiers and fragrances may be included. A high proportion of nourishing substances is particularly advantageous for topical prophylactic or cosmetic treatment of the skin. It is particularly advantageous if the composition contains further care components in addition to the animal and vegetable fats and oils, which in many cases also have care properties. The group of care active substances which can be used includes, for example: fatty alcohols having 8-22 C atoms, in particular fatty alcohols of natural fatty acids; animal and vegetable protein hydrolysates, in particular elastin, collagen, keratin, milk protein, soy protein, silk protein, oat protein, pea protein, almond protein and wheat protein hydrolysates; Vitamins and vitamin precursors, in particular those of vitamin groups A and B; Mono-, di- and oligosaccharides; Pflanzeπextrakte; Honey extracts; ceramides; phospholipids; Vaseline, paraffin and silicone oils; Fatty acid and fatty alcohol esters, in particular the monoesters of the fatty acids with alcohols having 3 to 24 carbon atoms. The preferred vitamins, provitamins or vitamin precursors to be used in the composition according to the invention include, among others:
Vitamine, Provitamine und Vitaminvorstufen aus den Gruppen A, C, E und F, insbesondere 3,4-Didehydroretinol, ß-Carotin (Provitamin des Vitamin A), Ascorbinsäure (Vitamin C), sowie die Palmitinsäureester, Glucoside oder Phosphate der Ascorbinsäure, Tocopherole, insbesondere α-Tocopherol sowie seine Ester, z.B. das Acetat, das Nicotinat, das Phosphat und das Succinat; weiterhin Vitamin F, worunter essentielle Fettsäuren, besonders Linolsäure, Linolensäure und Arachidonsäure, verstanden werden;Vitamins, provitamins and vitamin precursors from groups A, C, E and F, in particular 3,4-didehydroretinol, ß-carotene (provitamin of vitamin A), ascorbic acid (vitamin C), and the palmitic acid esters, glucosides or phosphates of ascorbic acid, tocopherols , in particular α-tocopherol and its esters, eg the acetate, nicotinate, phosphate and succinate; vitamin F, which is understood as meaning essential fatty acids, especially linoleic acid, linolenic acid and arachidonic acid;
Vitamin A und seine Derivate und Provitamine zeigen vorteilhafterweise einen besonderen hautglättenden Effekt.Vitamin A and its derivatives and provitamins advantageously show a particular skin-smoothing effect.
Zu den in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bevorzugt einzusetzenden Vitaminen, Provitaminen oder Vitaminvorstufen der Vitamin B-Gruppe oder deren Derivaten sowie den Derivaten von 2-Furanon gehören unter anderem:The preferred vitamins, provitamins or vitamin precursors of the vitamin B group or derivatives thereof and derivatives of 2-furanone to be used in the composition according to the invention include:
Vitamin Bi , Trivialname Thiamin, chemische Bezeichnung 3-[(4'-Amino-2'-methyl-5'- pyrimidinyl) methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazoliumchlorid. Bevorzugt wird Thi- aminhydrochlohd in Mengen von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel, eingesetzt.Vitamin Bi, common name thiamine, chemical name 3 - [(4'-amino-2'-methyl-5'-pyrimidinyl) methyl] -5- (2-hydroxyethyl) -4-methylthiazolium chloride. Thiaminhydrochlohd is preferably used in amounts of 0.05 to 1 wt .-%, based on the total agent.
Vitamin B2, Trivialname Riboflavin, chemische Bezeichung 7,8-Dimethyl-10-{1-D- ribityl)-benzo[g]pteridin-2,4(3H, 10H)-dion. In freier Form kommt Riboflavin z. B. in Molke vor, andere Riboflavin-Derivate lassen sich aus Bakterien und Hefen isolieren. Ein erfindungsgemäß ebenfalls geeignetes Stereoisomeres des Riboflavin ist das aus Fischmehl oder Leber isolierbare Lyxoflavin, das statt des D-Ribity! einen D-Arabityl- Rest trägt. Bevorzugt werden Riboflavin oder seine Derivate in Mengen von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel, eingesetzt. Vitamin B3. Unter dieser Bezeichnung werden häufig die Verbindungen Nicotinsäure und Nicotinsäureamid (Niacinamid) geführt. Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Nicotinsäureamid, das in den erfindungsgemäßen Mitteln bevorzugt in Mengen von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten ist.Vitamin B2, common name riboflavin, chemical name 7,8-dimethyl-10- {1-D-ribityl) -benzo [g] pteridine-2,4 (3H, 10H) -dione. In free form riboflavin z. As in whey, other riboflavin derivatives can be isolated from bacteria and yeasts. A stereoisomer of riboflavin which is likewise suitable according to the invention is lyxoflavin which can be isolated from fishmeal or liver and which instead of D-ribity! carries a D-Arabityl residue. Riboflavin or its derivatives are preferably used in amounts of from 0.05 to 1% by weight, based on the total agent. Vitamin B3. Under this name, the compounds nicotinic acid and nicotinamide (niacinamide) are often performed. Preferred according to the invention is the nicotinic acid amide, which is preferably present in the agents according to the invention in amounts of from 0.05 to 1% by weight, based on the total agent.
Vitamin Bs (Pantothensäure und Panthenol). Bevorzugt wird Panthenol eingesetzt. Erfindungsgemäß einsetzbare Derivate des Panthenols sind insbesondere die Ester und Ether des Panthenols sowie kationisch derivatisierte Panthenole. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können zusätzlich zu Pantothensäure oder Panthenol auch Derivate des 2-Furanon eingesetzt werden. Besonders bevorzugte Derivate sind die auch im Handel erhältlichen Substanzen Dihydro-3 hydroxy-4,4- dimethyl-2(3H)-furanon mit dem Trivialnamen Pantolacton (Merck), 4 Hydroxymethyl-γ- butyrolacton (Merck), 3,3-Dimethyl-2-hydroxy-γ-butyrolacton (Aldrich) und 2,5- Dihydro- 5-methoxy-2-furanon (Merck), wobei ausdrücklich alle Stereoisomeren eingeschlossen sind.Vitamin Bs (pantothenic acid and panthenol). Panthenol is preferably used. Derivatives of panthenol which can be used according to the invention are, in particular, the esters and ethers of panthenol and also cationically derivatized panthenols. In a further preferred embodiment of the invention, it is also possible to use derivatives of 2-furanone in addition to pantothenic acid or panthenol. Particularly preferred derivatives are the commercially available substances dihydro-3-hydroxy-4,4-dimethyl-2 (3H) -furanone with the trivial name pantolactone (Merck), 4 hydroxymethyl-γ-butyrolactone (Merck), 3,3-dimethyl 2-hydroxy-γ-butyrolactone (Aldrich) and 2,5-dihydro-5-methoxy-2-furanone (Merck), expressly including all stereoisomers.
Vorteilhafterweise verleihen diese Verbindungen der erfindungsgemäßen kosmetischen Zusammensetzung feuchtigkeitsspendende sowie hautberuhigende Eigenschaften.Advantageously, these compounds impart moisturizing and soothing properties to the cosmetic composition according to the invention.
Die genannten Verbindungen des Vitamin Bs-Typs sowie die 2- Furanonderivate sind in den erfindungsgemäßen Mitteln bevorzugt in einer Gesamtmenge von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten. Gesamtmengen von 0,1 bis 5 Gew.-% sind besonders bevorzugt.The said compounds of the vitamin Bs type and the 2-furanone derivatives are contained in the agents according to the invention preferably in a total amount of 0.05 to 10 wt .-%, based on the total agent. Total amounts of 0.1 to 5 wt .-% are particularly preferred.
Vitamin Be, wobei man hierunter keine einheitliche Substanz, sondern die unter den Trivialnamen Pyridoxin, Pyridoxamin und Pyridoxal bekannten Derivate des 5 Hydro- xymethyl-2-methylpyridin-3-ols versteht. Vitamin Bs ist in den erfindungsgemäßen Mitteln bevorzugt in Mengen von 0,0001 bis 1 ,0 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 0,001 bis 0,01 Gew,-%, enthalten.Vitamin Be, which is not understood to be a uniform substance but the derivatives of 5-hydroxymethyl-2-methylpyridin-3-ol known under the common names pyridoxine, pyridoxamine and pyridoxal. Vitamin Bs is preferably present in the agents according to the invention in amounts of from 0.0001 to 1.0% by weight, in particular in amounts of from 0.001 to 0.01% by weight.
Vitamin B7 (Biotin), auch als Vitamin H oder "Hautvitamin" bezeichnet. Bei Biotin handelt es sich um (3aS,4S, 6aR)-2-Oxohexahydrothienol[3,4-d]imidazol-4-valeriansäure. Biotin ist in den erfindungsgemäßen Mitteln bevorzugt in Mengen von 0,0001 bis 1 ,0 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 0,001 bis 0,01 Gew.-% enthalten.Vitamin B7 (biotin), also known as vitamin H or "skin vitamin". Biotin is (3aS, 4S, 6aR) -2-oxohexahydrothienol [3,4-d] imidazole-4-valeric acid. Biotin is preferably present in the compositions according to the invention in amounts of from 0.0001 to 1.0% by weight, in particular in amounts of from 0.001 to 0.01% by weight.
Panthenol, Pantolacton, Nicotinsäureamid sowie Biotin sind erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt.Panthenol, pantolactone, nicotinamide and biotin are very particularly preferred according to the invention.
Unter Hiifs- und Zusatzstoffen sind Stoffe zu verstehen, die zur Verbesserung der ästhetischen, anwendungstechnischen und/oder kosmetischen Eigenschaften geeignet sind, wie z.6. Co-Emulgatoren, organische Lösemittel, Überfettungsmittel, Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Wachse oder Fette, Konsistenzgeber, Verdickungsmittel, Bräunungsmittel, Vitamine, kationische Polymere, biogene Wirkstoffe, Konservierungsmittel, Hydrσtope, Solubilisatoren, Färb- und Duftstoffe.Hiifs and additives are substances that are suitable for improving the aesthetic, performance and / or cosmetic properties, such as z.6. Co-emulsifiers, organic solvents, superfatting agents, stabilizers, antioxidants, waxes or greases, bodying agents, thickeners, Tanning agents, vitamins, cationic polymers, biogenic agents, preservatives, Hydrσtope, solubilizers, dyes and fragrances.
Beispielsweise können folgende Hilfs- und Zusatzstoffe verwendet werden:For example, the following auxiliaries and additives can be used:
- Allantoin,- allantoin,
- AloeVera,- Aloe Vera,
- Bisabolol,- bisabolol,
- Ceramide und Pseudoceramide,Ceramides and pseudoceramides,
Antioxidationsmittel verbessern vorteilhafterweise die Stabilität der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Antioxidantien sind beispielsweise Aminosäuren (z.B. Glycin, Histidin, Tyrosin, Tryptophan) und deren Derivate, Imidazol und imidazolderivate (z.B. Urocaninsäure), Peptide wie z.B. D,L-Carnosin, D-Carnosin, L-Carnosin und deren Derivate (z. B. Anserin), Carotinoide, Carotine (z. 6. α-Carotin, ß-Carotin, Lycopin) und deren Derivate, Liponsäure und deren Derivate (z. B. Dihydroliponsäure), Aurothioglu- cose, Propylthiouracil und weitere Thioverbindungen (z.B. Thioglycerin, Thiosorbitol, Thioglycolsäure, Thi redoxin, Glutathion, Cystein, Cystin, Cystamin und deren Glyco- syl-, N-Acetyl-, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Amyl-, Butyl-, Lauryl-, Palmitoyl-, Oleyl-, γ- Linoleyl-, Cholesteryl- und Glycerylester) sowie deren Salze, Dilauryl- thiodipropionat, Distearylthiodipropionat, Thiodipropionsäure und deren Derivate (Ester, Ether, Peptide, Lipide, Nukleotide, N kleoside und Salze) sowie Sulfoximinverbindungen (z. 6. Buthio- ninsulfoximine, Homocysteinsulfoximin, Buthioninsulfone, Penta-, Hexa-, Heptathionin- sulfoximin) in sehr geringen verträglichen Dosierungen (z. B. pmol/kg bis pmol/kg), ferner Metallchelatoren (z.B. α-Hydroxyfettsäuren, EDTA, EGTA, Phytinsäure, Lactofe- rrin), α-Hydroxysäuren (z. B. Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure), Huminsäuren, Gallensäure, Gallenextrakte, Gallussäureester (z. B. Propyl-, Octyl- und Dodecylgallat), Flavonoide, Catechine, Bilirubin, Biüverdin und deren Derivate, ungesättigte Fettsäuren und deren Derivate (z.B. γ-Linolensäure, Linolsäure, Arachidonsäure, Ölsäure), Folsäure und deren Derivate, Hydrochinon und dessen Derivate (z. B. Arbutin), Ubichinon und Ubichinol sowie deren Derivate, Vitamin C und dessen Derivate (z. B, Ascorbylpalmitat, -stearat, -dipalmitat, acetat, Mg-Ascorbylphosphate, Natrium- und Magnesiumascor- bat, Dinatriumascorbylphosphat und -sulfat, Kaliumascorbyltocopherylphosphat, Chito- sanascorbat), Isoascorbinsäure und deren Derivate, Tocopherole und deren Derivate (z.B. Tocopherylacetat, -linoleat, -oleat und -succinat, Tocophereth-5, Tocophereth-10, Tocophereth-12, Tocophereth-18, Tocophereth-50, Tocophersolan), Vitamin A und Derivate (z. B. Vitamin-A-Palmitat), das Coniferylbenzoat des Benzoeharzes, Rutin, Rutinsäure und deren Derivate, Dinathumrutinyldisulfat, Zimtsäure und deren Derivate (z. B. Ferulasäure, Ethylferulat, Kaffeesäure), Kojisäure, Chitosanglycolat und - salicylat, Butylhydroxytoluol, Butylhydroxyanisol, Nordihydroguajakharzsäure, Nordihy- droguajaretsäure, Trihydroxybutyrophenon, Harnsäure und deren Derivate, Mannose und deren Derivate, Zink und Zink- Derivate (z. B. ZnO, ZnS04), Selen und Selen- Derivate (z. B. Selenmethionin), Stilbene und Stilben-Derivate (z. B. Stilbenoxid, trans- Stiibenoxid).Antioxidants advantageously improve the stability of the compositions of the invention. Antioxidants are, for example, amino acids (eg glycine, histidine, tyrosine, tryptophan) and their derivatives, imidazole and imidazole derivatives (eg urocaninic acid), peptides such as D, L-carnosine, D-carnosine, L-carnosine and their derivatives (eg. Anserine), carotenoids, carotenes (eg, 6-α-carotene, β-carotene, lycopene) and their derivatives, lipoic acid and derivatives thereof (eg dihydrolipoic acid), aurothioglucose, propylthiouracil and other thio compounds (eg thioglycerol, thiosorbitol , Thioglycolic acid, thi redoxin, glutathione, cysteine, cystine, cystamine and their glycosyl, N-acetyl, methyl, ethyl, propyl, amyl, butyl, lauryl, palmitoyl, oleyl, γ Linoleyl, cholesteryl and glyceryl esters) and their salts, dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, thiodipropionic acid and derivatives thereof (esters, ethers, peptides, lipids, nucleotides, nucleosides and salts) and sulfoximine compounds (for example, butynin sulfoximines, Homocysteine sulfoximine, buthionine sulfone, penta-, hexa-, Heptathionin- sulfoximine) in very low tolerated dosages (eg. Pmol / kg to pmol / kg), furthermore metal chelators (eg α-hydroxyfatty acids, EDTA, EGTA, phytic acid, lactoferrin), α-hydroxy acids (eg citric acid, lactic acid, malic acid), humic acids, bile acid, bile extracts , Gallic acid esters (eg propyl, octyl and dodecyl gallate), flavonoids, catechins, bilirubin, bievedin and their derivatives, unsaturated fatty acids and their derivatives (eg γ-linolenic acid, linoleic acid, arachidonic acid, oleic acid), folic acid and derivatives thereof, Hydroquinone and its derivatives (eg arbutin), ubiquinone and ubiquinol and their derivatives, vitamin C and its derivatives (for example, ascorbyl palmitate, stearate, dipalmitate, acetate, magnesium ascorbyl phosphates, sodium and magnesium ascorbate, Disodium ascorbyl phosphate and sulfate, potassium ascorbyl tocopheryl phosphate, chitosan ascorbate), isoascorbic acid and its derivatives, tocopherols and their derivatives (eg tocopheryl acetate, linoleate, oleate and succinate, tocophereth-5, tocophereth-10, tocophereth-12, To cophereth-18, tocophereth-50, tocopherolan), vitamin A and derivatives (e.g. Vitamin A palmitate), the coniferyl benzoate of benzoin, rutin, rutinic acid and its derivatives, dinathumrutinyldisulfate, cinnamic acid and its derivatives (eg, ferulic acid, ethylferlate, caffeic acid), kojic acid, chitosan glycolate and salicylate, butylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, Nordihydroguaiakharzsäure, Nordihy droguajaretic acid, trihydroxybutyrophenone, uric acid and its derivatives, mannose and its derivatives, zinc and zinc derivatives (eg ZnO, ZnSO 4), selenium and selenium derivatives (eg selenomethionine), stilbenes and stilbene derivatives (e.g. B. Stilbenoxid, trans- Stiibenoxid).
Erfindungsgemäß können geeignete Derivate (Salze, Ester, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Peptide und Lipide) sowie Mischungen dieser genannten Wirkstoffe oder Pflanzenextrakte (z.B. Teebaumö!, Rosmarinextrakt und Rosmarinsäure), die diese Antioxidantien enthalten, eingesetzt werden. Als lipophile, öllösliche Antioxidantien aus dieser Gruppe sind Tocopherol und dessen Derivate, Gallussäureester, Flavonoide und Carotinoide sowie Butylhydrαxytoluol/anisol bevorzugt. Als wasserlösliche Antioxidantien sind Aminosäuren, z. B. Tyrosin und Cystein und deren Derivate sowie Gerbstoffe, insbesondere solche pflanzlichen Ursprungs bevorzugt. Die Gesamtmenge der Antioxidantien in den erfindungsgemäßen kosmetischen Zusammensetzungen beträgt 0,001 - 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 - 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 - 5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-%.According to the invention, suitable derivatives (salts, esters, sugars, nucleotides, nucleosides, peptides and lipids) and mixtures of said active substances or plant extracts (for example tea tree oil, rosemary extract and rosmarinic acid) containing these antioxidants can be used. Preferred lipophilic, oil-soluble antioxidants from this group are tocopherol and its derivatives, gallic acid esters, flavonoids and carotenoids, and butylhydroxytoluene / anisole. As water-soluble antioxidants are amino acids, eg. As tyrosine and cysteine and their derivatives and tanning agents, especially those of plant origin are preferred. The total amount of the antioxidants in the cosmetic compositions according to the invention is 0.001-20% by weight, preferably 0.05-10% by weight, in particular 0.1-5% by weight and very particularly preferably 0.1-2% by weight. -%.
Triterpene, insbesondere Triterpensäuren wie Ursolsäure, Rosmarinsäure, Betulinsäu- re, Boswelliasäure und Bryonolsäure,Triterpenes, in particular triterpenic acids such as ursolic acid, rosmarinic acid, betulinic acid, boswellic acid and bryonic acid,
Monomere Catechine, besonders Catechin und Epicatechin, Leukoanthocyanidine, Catechinpolymere (Catechin-Gerbstoffe) sowie Gallotannine,Monomeric catechins, especially catechin and epicatechin, leucoanthocyanidins, catechin polymers (catechin tannins) and gallotannins,
Verdickungsmittel, z. B. Gelatine, Pflanzengumme wie Agar-Agar, Guar-Gum, Alginate, Xanthan-Gum , Gummiarabicum , Karaya-Gummi oder Johannisbrotkernmehl, natürliche und synthetische Tone und Schichtsilikate, z. B. Bentonit, Hectorit, Montmorillonit oder Laponite®, vollsynthetische Hydrokolloide wie z.B. Polyvinylalkohol, und außerdem Ca-, Mg- oder Zn-Seifen von Fettsäuren,Thickener, z. Gelatin, plant gums such as agar, guar gum, alginates, xanthan gum, gum arabic, karaya gum or locust bean gum, natural and synthetic clays and phyllosilicates, e.g. B. bentonite, hectorite, montmorillonite or Laponite ® , fully synthetic hydrocolloids such as polyvinyl alcohol, and also Ca, Mg or Zn soaps of fatty acids,
Pflanzenglycoside ,Vegetable glycosides,
Strukturanten wie Maleinsäure und Milchsäure,Structurants such as maleic acid and lactic acid,
Dimethylisosorbid,dimethyl isosorbide,
Alpha-, beta- sowie gamma-Cyclodextrine, insbesondere zur Stabilisierung von Retinol,Alpha, beta and gamma cyclodextrins, in particular for the stabilization of retinol,
Lösemittel, Quell- und Penetrationsstoffe wie Ethanol, Isopropaπol, Ethylenglykol, Pro- pylenglykol, Propylenglykolmonoethylether, Glycerin und Diethylenglykol, Carbonate, Hydrogencarbonate, Guanidine, Harnstoffe sowie primäre, sekundäre und tertiäre PhosphateSolvents, swelling and penetrating substances such as ethanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monoethyl ether, glycerol and diethylene glycol, carbonates, bicarbonates, guanidines, ureas and primary, secondary and tertiary phosphates
Parfümöie, Pigmente sowie Farbstoffe zum Anfärben des Mittels, Substanzen zur Einstellung des pH-Wertes, z.B. α- und ß-Hydroxycarbonsäuren,Perfume oil, pigments and dyes for staining the agent, Substances for adjusting the pH, for example α- and β-hydroxycarboxylic acids,
Komplexbildner wie EDTA, NTA, ß-Alanindiessigsäure und Phosphorsäuren,Complexing agents such as EDTA, NTA, β-alaninediacetic acid and phosphoric acids,
Trübungsmittel wie Latex, Styrol/PVP- und Styrol/Acrylamid-Copoiymere,Opacifiers such as latex, styrene / PVP and styrene / acrylamide copolymers,
Perlglanzmiüel wie Ethylenglykolmono- und -distearat sowie PEG-3-distearat,Pearlescent oils such as ethylene glycol mono- and distearate and PEG-3-distearate,
Treibmittel wie Propan-Butan-Gemische, N2O, Dimethylether, CO2 und Luft.Propellants such as propane-butane mixtures, N 2 O, dimethyl ether, CO 2 and air.
Die Zugabe von Allantoin, Bisabolol und/oder Aloe Vera auch in Form von Extrakten zu den erfindungsgemäßen kosmetischen Zusammensetzungen verbessert die weiterhin die hautberuhigenden, feuchtigkeitsspendenden und hautpflegende Eigenschaften der Formulierungen und ist daher besonders bevorzugt.The addition of allantoin, bisabolol and / or aloe vera also in the form of extracts to the cosmetic compositions according to the invention further improves the skin-soothing, moisturizing and skin care properties of the formulations and is therefore particularly preferred.
Als weitere Inhaltsstoffe kann die erfindungsgemäße kosmetische Zusammensetzung in untergeordneten Mengen weitere, mit den anderen Inhaltsstoffen kompatible Tensi- de enthalten.As further ingredients, the cosmetic composition according to the invention may contain, in minor amounts, further surfactants compatible with the other ingredients.
Typische Beispiele für anionische Tenside sind Seifen, Alkylbeπzolsulfonate, Alkansul- fonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylester- sulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Fettsäureamid-(ether)sulfate, Mono- und Dialkyl-sulfo- succinate, Mono- und Dialkylsulfosuccinamate, Sulfotriglyceride, Amidseifen, Ether- carbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäure- tauride, N- Acylaminosäuren, wie beispielsweise Acyllactylate, Acyltartrate, Acylgluta- mate und Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis) und Alkyl(ether)phosphate.Typical examples of anionic surfactants are soaps, alkylbenzenesulfonates, alkanesulfonates, olefinsulfonates, alkyl ether sulfonates, glycerol ether sulfonates, α-methyl ester sulfonates, sulfo fatty acids, alkyl sulfates, fatty alcohol ether sulfates, glycerol ether sulfates, hydroxy mixed ether sulfates, fatty acid amide (ether) sulfates, mono- and dialkyl sulfonates. succinates, mono- and dialkylsulfosuccinamates, sulfotriglycerides, amide soaps, ether carboxylic acids and their salts, fatty acid isethionates, fatty acid sarcosinates, fatty acid taurides, N-acylamino acids such as acyl lactylates, acyl tartrates, acylglutamates and acylaspartates, alkyl oligoglucoside sulphates, protein fatty acid condensates (especially vegetable products Wheat base) and alkyl (ether) phosphates.
Sofern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.If the anionic surfactants contain polyglycol ether chains, these may have a conventional, but preferably a narrow homolog distribution.
Typische Beispiele für nichtionische Tenside sind Fettalkoholpolyglycolether, Fettsäu- repolyglycoiester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, gegebenenfalls partiell oxidierte Alk(en)yloligoglykoside bzw. Glucoronsäurederivate, Fettsäure-N-alkyiglucamide, Proteinhydrolysate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäu- reester, Zuckerester, Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtioni- sehen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Typische Beispiele für kationische Tenside sind quartäre Ammoniumverbindungen und Esterquats, insbesondere quaternierte Fettsäuretriaikanotaminestersalze.Typical examples of nonionic surfactants are fatty alcohol polyglycol ethers, fatty acid polyglycol ethers, fatty acid amide polyglycol ethers, fatty amine polyglycol ethers, alkoxylated triglycerides, mixed ethers or optionally mixed partially oxidized alk (en) yloligoglycosides or glucuronic acid derivatives, fatty acid N-alkyl glyucamides, protein hydrolysates (in particular vegetable products based on wheat). , Polyol fatty acid esters, sugar esters, sorbitan esters, polysorbates and amine oxides. If the nonionic surfactants contain polyglycol ether chains, these may have a conventional, but preferably a narrow homolog distribution. Typical examples of cationic surfactants are quaternary ammonium compounds and esterquats, especially quaternized fatty acid triaikanotamine ester salts.
Typische Beispiele für amphotere bzw. zwitterionische Tenside sind Alkylbetaine, Alkyl- amidobetaine, Aminopropionate, Aminoglycinate, Imidazoliniumbetaine und Suifobetai- ne.Typical examples of amphoteric or zwitterionic surfactants are alkyl betaines, alkyl amidobetaines, aminopropionates, aminoglycinates, imidazolinium betaines and suifobetaines.
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße kosmetische Mitte! als Sonnenschutzmittel verwendet. Die daraus resultierenden Vorteile wurden bereits eingehend erläutert.According to another particularly preferred embodiment, the cosmetic center according to the invention! used as a sunscreen. The resulting benefits have already been explained in detail.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Zinkoxiddispersionen ist insbesondere ebenfalls möglich in Haarkosmetika wie Shampoos, Conditioner, Spülungen, Haarwässer, Haargel, Haarspray etc.. Insbesondere leave-on Produkte, die nach erfolgter Applikation auf dem Haar bzw. der Kopfhaut verbleiben sind besonders gut geeignet. Das so auf die Kopfhaut und das Haar aufgetragene Zinkoxid kann somit auch dort als UV Schutzmittel wirken bzw. auf der Kopfhaut seine hautberuhigende Wirkung entfalten.The use of the zinc oxide dispersions according to the invention is also possible in particular in hair cosmetics such as shampoos, conditioners, rinses, hair lotions, hair gels, hair sprays etc. In particular leave-on products which remain on the hair or scalp after application are particularly well suited. The zinc oxide applied to the scalp and the hair can thus also act there as a UV protection agent or unfold its skin-soothing effect on the scalp.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßeπ kosmetischen Mittels wird das kosmetische Mittel auf die Oberfläche des zu behandelnden bzw. zu schützenden Körpers also topisch aufgetragen. Diese Applikationsform ist besonders vorteilhaft, da sie einfach zu handhaben ist, so dass Fehldosierungen weitestgehend ausgeschlossen sind. Ferner lässt sich ein zusätzlicher pflegender Effekt für die Haut erreichen. Falls nur einzelne Körperteile der Sonnenstrahlung ausgesetzt werden, kann das Sonnenschutzmittel außerdem nur gezielt auf diese Körperteile aufgetragen wer- den.According to a preferred embodiment of the cosmetic agent according to the invention, the cosmetic agent is applied topically to the surface of the body to be treated or protected. This form of application is particularly advantageous because it is easy to handle, so that incorrect dosages are largely excluded. Furthermore, an additional nourishing effect for the skin can be achieved. In addition, if only a few body parts are exposed to solar radiation, the sunscreen can only be applied specifically to these parts of the body.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäß oberflächenmodifizierten Metalloxide zum UV Schutz. Dies ist besonders vorteilhaft, da aufgrund der Feinteiligkeit beispielsweise des oberflächenmodifizierten Zinkoxids und der guten Verteilung eine besonders hohe UV-Absorption erreicht wird.Another object of the present invention is the use of the present invention surface-modified metal oxides for UV protection. This is particularly advantageous because due to the fineness of, for example, the surface-modified zinc oxide and the good distribution, a particularly high UV absorption is achieved.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäß oberflächenmodizierten Metalloxide, insbesondere von Zinkoxid als anti- mikrobieller Wirkstoff. Die Verwendung dieser Partikel ist für diesen Einsatzzweck be- sonders vorteilhaft, da aufgrund der Feinteiligkeit der Partikel und der daraus resultierenden großen Oberfläche, die antimikrobielle Wirkung stark verbessert ist und andererseits aufgrund der guten Dispergiereigenschaften des Materials das Zinkoxid in fein verteilter Form vorliegt. Somit kann das Zinkoxid problemlos in verschiedenen Darreichungsformen eingesetzt werden wie beispielsweise Cremes, Hautmilch, Lotionen oder Tonics.A further subject of the present invention is the use of the surface-modified metal oxides according to the invention, in particular of zinc oxide as antimicrobial active ingredient. The use of these particles is particularly advantageous for this purpose, because due to the fineness of the particles and the resulting large surface area, the antimicrobial effect is greatly improved and on the other hand, due to the good dispersing properties of the material, the zinc oxide is present in finely divided form. Thus, the zinc oxide can be easily used in various dosage forms such as creams, skin milk, lotions or Tonics.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein pharmazeutisches Mittel, das ein erfindungsgemäßes oberflächenmodifiziertes Metalloxid enthält. Dieses phar- mazeutische Mittel weist sich dadurch aus, dass aufgrund der Feinteiligkeit der Partikel die pharmazeutische Wirksamkeit stark erhöht ist.Another object of the present invention is a pharmaceutical agent containing a surface-modified metal oxide according to the invention. This phar- Medicinal agent is characterized by the fact that due to the fineness of the particles, the pharmaceutical activity is greatly increased.
Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße pharmazeutische Mittel den Vorteil, dass aufgrund der bereits oben beschriebenen guten Langzeitstabilität beispielsweise der Zinkoxiddispersionen auf den Zusatz von Stabilisatoren verzichtet werden kann, die eine Entmischung verhindern. Somit wird zusätzlich die Verträglichkeit des pharmazeutischen Mittels erhöht.In addition, the pharmaceutical agent according to the invention has the advantage that due to the good long-term stability already described above, for example, the zinc oxide dispersions can be dispensed with the addition of stabilizers, which prevent segregation. Thus, in addition, the compatibility of the pharmaceutical agent is increased.
Anhand der folgenden Beispiele soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following examples.
Herstellung von Oberflächen modifiziertem ZinkoxidProduction of surfaces of modified zinc oxide
Beispiel 1 :Example 1 :
500 ml einer 0,4M NaOH-Lösung, die zusätzlich 2g eines Copolymeren P aus 94 mol- % Vinylpyrrolidon und 6 mol-% Natriumacrylat, enthielt, wurden auf 400C erwärmt und innerhalb von 6 min zu 500 ml einer ebenfalls auf 4O0C erwärmten 0,2 M Zn(ll)acatat- Lösung zudosiert. Das Präzipitat wurde über 2 Stunden bei 4O0C gerührt. Das ausge- fallene mittels Copolymer P oberflächenmodifizierte Produkt wurde abfiltriert und bei Raumtemperatur getrocknet.500 ml of a 0.4M NaOH solution, which in addition 2 g of a copolymer P of 94 mol% vinylpyrrolidone and 6 mol% of sodium acrylate, were heated to 40 0 C and within 6 min to 500 ml of a likewise at 4O 0 C heated 0.2 M Zn (ll) acatat solution dosed. The precipitate was stirred for 2 hours at 4O 0 C. The precipitated product copolymer-surface-modified was filtered off and dried at room temperature.
Beispiel 2:Example 2:
500 ml einer 0,4M NaOH-Lösung, die zusätzlich 2g eines Copolymeren P aus 94,15 mol-% N-Vinylcaprolactam und 5,85 mol-% Natriumacrylat, enthielt, wurden auf 4O0C erwärmt und innerhalb von 6 min zu 500 ml einer ebenfalls auf 400C erwärmten 0,2 M Zn(ll)acatat-Lösung zudosiert. Das Präzipitat wurde über 2 Stunden bei 400C gerührt. Das ausgefallene mittels Copolymer P oberflächenmodifizierte Produkt wurde abfiltriert und bei Raumtemperatur getrocknet.500 ml of a 0.4M NaOH solution, which in addition 2 g of a copolymer P of 94.15 mol% of N-vinylcaprolactam and 5.85 mol% of sodium acrylate, were heated to 4O 0 C and within 6 min to 500 ml of a likewise heated to 40 0 C 0.2 M Zn (II) acatate solution. The precipitate was stirred for 2 hours at 40 0 C. The precipitated product copolymer-surface-modified was filtered off and dried at room temperature.
Beispiele für kosmetische FormulierungenExamples of cosmetic formulations
Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitungen als Emul- sionenGeneral procedure for the preparation of the preparations according to the invention as emulsions
Die jeweiligen Phasen A und C wurden getrennt auf ca. 851ΪC erwärmt. Anschließend wurde Phase C und das Metalloxid unter Homogenisieren in Phase A eingerührt. Nach kurzem Nachhomogenisieren wurde die Emulsion unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt und abgefüllt. Alle Mengenangaben sind auf das Gesamtgewicht der Zubereitungen bezogen. Beispiel 3:The respective phases A and C were heated separately to about 851ΪC. Subsequently, phase C and the metal oxide were stirred into phase A with homogenization. After brief Nachhomogenisieren the emulsion was cooled with stirring to room temperature and filled. All amounts are based on the total weight of the preparations. Example 3:
Emulsion A, enthaltend 3 Gew.-% Uvinui® T150 und 4 Gew.-% Zinkoxid, hergestellt gemäß Beispiel 1Emulsion A, comprising 3 wt .-% Uvinui ® T150 and 4 wt .-% of zinc oxide prepared according to Example 1
Beispiel 4:Example 4:
Emulsion B, enthaltend 3 Gew -% Uvinui® T150, 2 Gew.-% Uvinui® A Plus und 4 Gew.-% Zinkoxid, hergestellt nach Beispiel 1Emulsion B containing 3 wt -% Uvinui ® T150, 2 wt .-% Uvinui ® A Plus and 4 wt .-% of zinc oxide prepared according to Example 1
Beispiel 5:Example 5:
Emulsion Ar enthaltend 3 Gew.-% Uvinul® T150 und 4 Gew.-% Zinkoxid, hergestellt gemäß Beispiel 2Emulsion A r containing 3 wt .-% Uvinul ® T150 and 4 wt .-% of zinc oxide prepared according to Example 2
Beispiel 6:Example 6:
Emulsion B1 enthaltend 3 Gew.-% Uvinul® T150, 2 Gew,-% Uvinul® A Plus und 4 Gew.-% Zinkoxid, hergestellt nach Beispiel 2Emulsion B 1 containing 3 wt .-% Uvinul ® T150, 2 wt, -% Uvinul ® A Plus and 4 wt .-% of zinc oxide prepared according to Example 2

Claims

Patentansprüche claims
1. Oberflächenmodifizierte nanopartikuläre Metailoxide, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Cer, Eisen, Titan, Zink und Zirkonium, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenmodifikation eine Be- schichtung umfasst mit einem Copolymeren P enthaltend als Monomere1. Surface-modified nanoparticulate metal oxides, wherein the metal is selected from the group consisting of aluminum, cerium, iron, titanium, zinc and zirconium, characterized in that the surface modification comprises a coating comprising a copolymer P containing as monomers
A) 1 bis 99 mol-% eines N-Vinylamids undA) 1 to 99 mol% of an N-vinylamide and
B) 99 bis 1 mol-% eines Monomeren, enthaltend pro Molekül eine radikalisch polymerisierbare α,ß-ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine anionogene und/oder anionische Gruppe,B) 99 to 1 mol% of a monomer containing, per molecule, a free-radically polymerizable α, β-ethylenically unsaturated double bond and an anionogenic and / or anionic group,
mit der Maßgabe, dass das Copolymer P keine weiteren Monomeren, ausge- wählt aus der Gruppe, bestehend aus Cs-C3o-Alkylestern von monoethylenisch ungesättigten C3-C8-Carbonsäuren, N-Alkyl- oder N,N-Dialkyl-substituierten Ami- den der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit Ca-Ciβ-Alkylresten, oder Vinyles- tern von aliphatischen Ca-C3o-Carbonsäuren enthalten darf.with the proviso that the copolymer P no further monomers selected from the group consisting of Cs-C3o-alkyl esters of monoethylenically unsaturated C 3 -C 8 carboxylic acids, N-alkyl or N, N-dialkyl-substituted Ami - May contain the acrylic acid or methacrylic acid with Ca-Ciβ-alkyl radicals, or vinyl esters of aliphatic Ca-C3o-carboxylic acids.
2. Oberflächenmodifizierte Metalloxide nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenmodifikation eine Beschichtung umfasst mit einem Copolymeren, enthaltend als Komponente A) 50 bis 99 mol-% N-Vinylpyrrolidon und als Komponente B) 1 bis 50 mol-% Acrylsäure.2. Surface-modified metal oxides according to claim 1, characterized in that the surface modification comprises a coating comprising a copolymer containing as component A) 50 to 99 mol% of N-vinylpyrrolidone and as component B) 1 to 50 mol% of acrylic acid.
3. Oberflächenmodifizierte Metalloxide nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxidpartikel einen mittleren Primärpartikeldurchmesser von 5 bis 10000 nm aufweisen.3. Surface-modified metal oxides according to claim 1 or 2, characterized in that the metal oxide particles have an average primary particle diameter of 5 to 10,000 nm.
4. Metalloxide nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um oberflächenmodifiziertes Zinkoxid handelt.4. Metal oxides according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is surface-modified zinc oxide.
5. Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmodifizierten nanopartikulären Metalloxids, wobei das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Cer, Eisen, Titan, Zink und Zirkonium, durch5. A method for producing a surface-modified nanoparticulate metal oxide, wherein the metal is selected from the group consisting of aluminum, cerium, iron, titanium, zinc and zirconium, by
a. Fällung des Metalloxids aus einer wässrigen oder alkoholischen Lösung eines seiner Metallsalze,a. Precipitation of the metal oxide from an aqueous or alcoholic solution of one of its metal salts,
b. Abtrennung des ausgefällten Metalloxids aus der wässrigen oder alkoholi- sehen Reaktionsmischung und c. anschließende Trocknung des Metalloxids,b. Separation of the precipitated metal oxide from the aqueous or alcoholic reaction mixture and c. subsequent drying of the metal oxide,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung des Metalloxids im Verfahrensschritt a. in Gegenwart eines Copolymeren P erfolgt, das als Monomerecharacterized in that the precipitation of the metal oxide in process step a. in the presence of a copolymer P is carried out as monomers
A) 1 bis 99 mol-% eines N-Vinylamids undA) 1 to 99 mol% of an N-vinylamide and
B) 99 bis 1 mol-% eines Monomeren, enthaltend pro Molekül eine radikalisch polymerisierbare α,ß-ethylenisch ungesättigte Doppelbindung und eine anionogene und/oder anionische Gruppe,B) 99 to 1 mol% of a monomer containing, per molecule, a free-radically polymerizable α, β-ethylenically unsaturated double bond and an anionogenic and / or anionic group,
enthält, mit der Maßgabe, dass das Copolymer P keine weiteren Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cs-C3o-Alkylestern von monoethyle- nisch ungesättigten C3-Ce-Carbonsäuren, N-Alkyl- oder N,N-Dialkyl- substituierten Amiden der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit Cg-Ciβ-with the proviso that the copolymer P no further monomers selected from the group consisting of Cs-C3o alkyl esters of monoethylenically unsaturated C 3 -Ce carboxylic acids, N-alkyl or N, N-dialkyl substituted Amides of acrylic acid or methacrylic acid with Cg-Ciβ-
Alkylresten, oder Vinylestern von aliphatischen Ce-C3o-Carbonsäuren enthalten darf.Alkyl radicals, or vinyl esters of aliphatic Ce-C3o-carboxylic acids may contain.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung in Ge- genwart eines Copolymeren P erfolgt, enthaltend als Komponente A) 50 bis 99 mol-% N-Vinylpyrrolidon und als Komponente B) 1 bis 50 mol-% Acrylsäure,6. The method according to claim 5, characterized in that the precipitation takes place in the presence of a copolymer P, comprising as component A) from 50 to 99 mol% of N-vinylpyrrolidone and as component B) from 1 to 50 mol% of acrylic acid,
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Metallsalzen um Metallhalogenide, -acetate, -sulfate oder -nitrate handelt.7. Process according to claim 5 or 6, characterized in that the metal salts are metal halides, acetates, sulfates or nitrates.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung bei einer Temperatur im Bereich von 20DC bis 1000C erfolgt.8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the precipitation takes place at a temperature in the range of 20 D C to 100 0 C.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung bei einem pH-Wert im Bereich von 3 bis 12 erfolgt.9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the precipitation takes place at a pH in the range of 3 to 12.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9 zur Herstellung von oberflächenmodifiziertem nanopartikulären Zinkoxid.10. The method according to any one of claims 5 to 9 for the preparation of surface-modified nanoparticulate zinc oxide.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung des11. The method according to claim 10, characterized in that the precipitation of the
Zänkoxids im Verfahrensschritt a. aus einer wässrigen Lösung von Zink(ll)chlorid, Zink(ll)nitrat oder Zink(ll)acetat bei einer Temperatur im Bereich von 25 bis 400C und einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 1 1 in Gegenwart eines Copolymeren P erfolgt. Zänkoxids in process step a. from an aqueous solution of zinc (II) chloride, zinc (II) nitrate or zinc (II) acetate at a temperature in the range of 25 to 40 0 C and a pH in the range of 7 to 1 1 in the presence of a copolymer P he follows.
12. Verwendung von oberflächenmodifizierten nanopartikulären Metalloxiden, definiert gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, zur Herstellung kosmetischer Zubereitungen.12. Use of surface-modified nanoparticulate metal oxides, defined according to any one of claims 1 to 4, for the preparation of cosmetic preparations.
13. Verwendung nach Anspruch 12 zur Hersteilung kosmetischer Sonnenschutzmittelzubereitungen.13. Use according to claim 12 for the production of cosmetic sunscreen preparations.
14. Kosmetische Zubereitungen, enthaltend oberflächenmodifizierte nanopartikuläre Metalloxide, definiert gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4. 14. Cosmetic preparations containing surface-modified nanoparticulate metal oxides, defined according to one of claims 1 to 4.
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