EP2155148A2 - Tensidfreie schaumformulierungen - Google Patents

Tensidfreie schaumformulierungen

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EP2155148A2
EP2155148A2 EP08759493A EP08759493A EP2155148A2 EP 2155148 A2 EP2155148 A2 EP 2155148A2 EP 08759493 A EP08759493 A EP 08759493A EP 08759493 A EP08759493 A EP 08759493A EP 2155148 A2 EP2155148 A2 EP 2155148A2
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EP
European Patent Office
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foam formulation
formulation according
emulsion
foam
pickering emulsion
Prior art date
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Ceased
Application number
EP08759493A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Daniels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neubourg Skin Care GmbH and Co KG
Original Assignee
Neubourg Skin Care GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neubourg Skin Care GmbH and Co KG filed Critical Neubourg Skin Care GmbH and Co KG
Priority to EP08759493A priority Critical patent/EP2155148A2/de
Publication of EP2155148A2 publication Critical patent/EP2155148A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • A61K2800/30—Characterized by the absence of a particular group of ingredients
    • A61K2800/33—Free of surfactant

Definitions

  • the present invention relates to cosmetic and dermatological
  • the invention relates to the use of Pickering emulsions for the production of foams.
  • Emulsion is generally understood to mean heterogeneous systems which consist of two liquids which are immiscible or only slightly miscible with one another, which are usually referred to as phases.
  • one of the two liquids is dispersed in the form of very fine droplets in the other liquid.
  • the two liquids are water and oil and oil droplets are finely dispersed in water, then it is an oil-in-water emulsion (O / W emulsion, for example, milk).
  • O / W emulsion for example, milk
  • the basic character of an O / W emulsion is characterized by the water.
  • a water-in-oil emulsion (W / O emulsion, e.g., butter) is the reverse principle, with the basic character here being determined by the oil.
  • Emulsifiers In order to achieve the permanent dispersion of one liquid in another, emulsions in the conventional sense require the addition of a surface-active substance (emulsifier).
  • Emulsifiers have an amphiphilic molecular structure consisting of a polar (hydrophilic) and a nonpolar (lipophilic) moiety, which are spatially separated.
  • emulsifier enclosed droplets of the second phase water droplets in W / O or lipid vesicles in O / W emulsions
  • Emulsifiers reduce the interfacial tension between the phases by being located at the interface between the two liquids. They form interface surfaces at the oil / water phase interface, which counteracts irreversible coalescence of the droplets.
  • Emulsifier mixtures are often used to stabilize emulsions.
  • emulsifier or "conventional emulsifier” is known in the art. Conventional emulsifiers and their use are described, for example, in the publications: Vietnamesekosmetik, 4th edition,ticianliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, pages 151 to 159, and Fiedler Lexikon der Hilfsstoffe, 5th edition Editio Cantor Verlag Aulendorf, pages 97 to 121 described.
  • emulsifiers can be broken down into ionic (anionic, cationic and amphoteric) and nonionic according to their hydrophilic moiety:
  • an anionic emulsifier is the soap, usually referred to as the water-soluble sodium or potassium salts of the saturated and unsaturated higher fatty acids.
  • hydrophilic part of the molecule of nonionic emulsifiers often consists of glycerol, polyglycerol, sorbitans, carbohydrates or
  • Emulsions represent an important product type in the field of cosmetic and / or dermatological preparations, which is used in the most diverse fields of application.
  • a variety of products - such as lotions and creams - are available for the care of the skin, in particular for the refatting of dry skin.
  • the aim of skin care is to compensate for the loss of fat and water caused by daily washing of the skin.
  • skin care products should protect against environmental influences - especially from sun and wind - and delay the aging of the skin.
  • Cosmetic emulsions are also used as deodorants. Such formulations serve to eliminate body odor that results when the odorless fresh sweat is decomposed by microorganisms.
  • emulsions in the form of cleaning emulsions use. They are mostly used for facial cleansing and in particular for removing decorative cosmetics.
  • Cleaning emulsions have - in contrast to other cleaning preparations such as soap - the advantage of being particularly tolerated by the skin, as they may contain nourishing oils and / or non-polar active substances such as vitamin E in their lipophilic phase.
  • emulsifier-free emulsions are emulsifier-free emulsions. These are free of emulsifiers in the strict sense, i. of low molecular weight amphiphilic substances (molecular weight ⁇ 5000) which can form micelles and / or other liquid crystalline aggregates in higher concentrations.
  • emulsifier is to be understood here as customary in the art: IUPAC defines the properties of an emulsifier as follows: Emulsifiers are surface-active substances which preferentially adhere to the interface between the oil and water phases and thus reduce the interfacial tension In addition, these substances are able to improve the stability of emulsions by reducing the rate of aggregation and / or coalescence.
  • emulsifiers for the stabilization of pharmaceutical and cosmetic emulsions predominantly so-called genuine emulsifiers, ie conventional emulsifiers in the sense of the present description, are used, which according to their structure and their physicochemical behavior belong to the substance class of the surfactants. They are characterized by an amphiphilic structure and the ability to micellar association.
  • emulsifier-free has also been established in the field of medicine, according to a definition of the concept adopted by the Society for Dermopharmacy in an interdisciplinary consensus between pharmacists, dermatologists and other experts (http://www.dermotopics.de/de/ausgabe_ 1 _03_e / emulgatorok_ 1 _2003_d.
  • emulsifier-free if it is stabilized with surface-active macromolecules (molecular weight above 5000) instead of emulsifiers in the narrower sense (conventional emulsifiers).
  • a special form of the emulsifier-free emulsion is the Pickering emulsion.
  • Pickering / solids-stabilized emulsions are stabilized by finely divided solid particles and make it possible to dispense with conventional emulsifiers as far as possible.
  • the solid substance In Pickering emulsions, the solid substance accumulates at the phase interface oil / water in the form of a layer, which prevents the disperse phases from flowing together. Of particular importance in this case are the wetting properties of the solid particles, which should be wetted by both hydrophilic and lipophilic phases.
  • a particular application of cosmetic and / or dermatological emulsions is the application as foams.
  • Foam formulations have the
  • Foams are complicated physical structures that require special tuning of the foam-forming components.
  • Foams are generally obtained by spraying an emulsion formulation or an aqueous surfactant (stabilizer) solution.
  • the propellant-added emulsion is discharged from a pressurized container (such systems are also referred to in the literature and patent literature as aerosol foams).
  • the pressurized mixture of emulsion and propellant gas expands and forms the foam bubbles.
  • foams can also be produced using other systems, such as pump sprays.
  • Coordinated foam formulations have a stable two- or more-phase polydisperse structure on application which forms a network structure on the skin comparable to a membrane.
  • Such network structures have the advantage that they form a protective function, for example before contact with water, but allow unimpeded gas exchange with the environment. In such foams, there is virtually no obstruction of Perspiratio insensibiles and no corresponding heat accumulation. Thus, the positive properties of a protective and care function are associated with an unchanged skin respiration.
  • Foam formulations known heretofore include conventional surfactants / emulsifiers which provide for the stabilization of the emulsion and for the subsequent foam stability.
  • WO 2004/017930 describes further Pickering emulsions, which are distinguished, in particular, by a low viscosity and are thus suitable for dermatological wipes. Such low viscosity Pickering emulsions can even be sprayed under mist formation.
  • foam formulations associated with those of the Pickering emulsions can be prepared without conventional emulsifiers or with very low levels of conventional emulsifiers, which combine the positive properties of the foam, namely the physical structure and pleasant applicability, with good skin tolerance. This combination of properties makes such foam formulation particularly useful for cosmetic and dermatological formulations for sensitive skin types. It Compatibility and ease of use are advantageously combined.
  • Foam products leads.
  • foams are obtained, for example, by incorporating propellant gases in O / W emulsion systems. If the propellant gas dissolved in the dispersed oil phase evaporates during foaming, a foam forms (gas in liquid dispersion). Upon evaporation or expansion of the propellant gas dissolved in the disperse oil phase, dilatation of the dispersed oil phase occurs. It is now surprising that the solids network at the phase interface of this strain load withstands and it does not break the preparation during foaming.
  • the invention thus relates to foam formulations comprising a
  • Pickering emulsion of the oil-in-water type comprising an oil phase and a water phase, and optionally propellant gas.
  • the invention relates to foam formulations containing not more than 0.5% by weight of conventional emulsifiers, preferably not more than 0.3% by weight, more preferably not more than 0.1% by weight, and more preferably free from conventional emulsifiers.
  • the levies are each related to the total weight of the emulsion without propellant gas.
  • the invention relates to the use of Pickering emulsions, in particular Pickering emulsions, which are substantially free or free of conventional emulsifiers, for the production of foam formulations. Furthermore, the invention relates to the use of foam formulations based on Pickering emulsions as a carrier for active ingredients, as skin care agents, as skin cleansers or as sunscreen. The foam formulation can therefore be used as a cosmetic, medical device or pharmaceutical.
  • the invention includes a process for the preparation of foam formulations based on Pickering emulsions.
  • the method comprises the steps:
  • foam formulations are formulations, in particular emulsions, which are prepared to produce foam.
  • the formulations may either be filled with propellant gas into a pressure vessel or be bottled without propellant in a container other than a pressure vessel, which makes it possible, when dispensing the
  • substantially emulsifier-free emulsions are those emulsions which are not more than 0.5% by weight, preferably not more than 0.3% by weight, more preferably not more than 0.1% by weight of conventional emulsifiers contain.
  • emulsifier-free emulsions are those which contain no conventional emulsifiers.
  • a Pickering emulsion is a solids-stabilized emulsion.
  • it is a solids-stabilized emulsion of the oil-in-water type (O / W emulsion).
  • a solids-stabilized emulsion according to the invention comprises not more than 0.5% by weight, preferably not more than 0.3% by weight, more preferably not more than 0.1% by weight of conventional emulsifiers.
  • conventional emulsifiers according to the present invention are anionic, cationic, amphoteric and nonionic surfactants.
  • anionic surfactants are neutralized branched and / or unbranched, saturated or unsaturated fatty acids having a chain length of 10 to 40 carbon atoms.
  • Typical representatives of the cationic surfactants are
  • Typical representatives of the nonionic surfactants have a hydrophilic moiety, such as glycerol, polyglycerol, sorbitan, carbohydrates or polyoxyethylene glycols, which is linked via ester and / or ether bonds with the lipophilic moiety, which usually consists of fatty alcohols, fatty acids or iso-fatty acids.
  • the polyethoxylated fatty acid esters having chain lengths of 10 to 40 carbon atoms and having a degree of ethoxylation of 5 to 100 belong to this group.
  • conventional emulsifiers for the purposes of the present application are all amphiphilic substances with a molecular weight ⁇ 5000, which in a higher concentration micelles and / or others
  • conventional emulsifiers are all surface-active substances which, in particular at conventional storage and application temperatures, e.g. Room temperature is not present as a solid or polymer.
  • a solid emulsifier is a particulate substance which is wettable by both lipophilic and hydrophilic liquids. These may be inorganic or organic solids. The particles may also be untreated or coated. The particle size is preferably between 1 nm and 200 nm, more preferably between 5 nm and 100 nm.
  • Suitable solid emulsifiers are particulate inorganic or organic solids which are wettable by both lipophilic and hydrophilic liquids. Suitable representatives are, for example, titanium dioxide, in particular coated Titanium oxide (eg available from Merck KGaA under the name Eusolex® T-2000), zinc oxide (obtainable from BASF AG under the name Z-Cote Max) silicon dioxide, in particular highly disperse silicon dioxide, Fe 2 O 3 , Veegum, bentonite and ethylcellulose. Further, alumina, nanoparticulate precipitated calcium carbonate, carbon, magnesia, magnesium trisilicate, crystalline fatty alcohols and fatty acids, polymer latices, e.g. Polystyrenes or polymethacrylates, and polymer pseudolatices. Mixtures of the abovementioned solid emulsifiers can also be used. Coated titanium dioxide or zinc oxide are preferred.
  • the emulsions according to the invention contain more than 1% by weight of solid emulsifier, preferably more than 2% by weight of solid emulsifier, in particular from 2 to 7% by weight of solid emulsifier.
  • the emulsions according to the invention particularly preferably contain 3 to 4% by weight of the most solid ffemulgator. The data are in each case based on the total weight of the emulsion without propellant gas.
  • Suitable components which can form the oil phase can be selected from the polar and non-polar oils or mixtures thereof.
  • the oil phase of the inventive formulations is advantageously selected from the group of lecithins and fatty acid triglycerides, from the group of propylene glycols or butylene glycols, fatty acid esters, from the group of natural waxes of animal and vegetable origin, from the group of ester oils, from the group of dialkyl ethers and dialkyl carbonates, from the group of branched and unbranched hydrocarbons and waxes and from the group of cyclic and linear silicone oils.
  • Particular preference is given to triglycerides, in particular caprylic / capric triglyceride, obtainable under the name Miglyol 812 from Sasol and its blending with further oil and wax components.
  • triglycerides in particular caprylic / capric acid triglyceride, obtainable under the name Miglyol 812 from Sasol / Myritol 312 from Cognis.
  • the emulsions according to the invention preferably contain from 10 to 50% by weight of oil phase, more preferably from 25 to 35% by weight of oil phase.
  • the data are in each case based on the total weight of the emulsion without propellant gas.
  • the water phase may contain cosmetic adjuvants, e.g. lower alcohols (e.g., ethanol, isopropanol), lower diols or polyols, and their ethers (e.g., propylene glycol, glycerin, butylene glycol, hexylene glycol, and ethylene glycol), foam stabilizers, and thickeners.
  • cosmetic adjuvants e.g. lower alcohols (e.g., ethanol, isopropanol), lower diols or polyols, and their ethers (e.g., propylene glycol, glycerin, butylene glycol, hexylene glycol, and ethylene glycol), foam stabilizers, and thickeners.
  • Suitable thickeners are polymeric thickeners which are partially water soluble or at least water dispersible and form gels or viscous solutions in aqueous systems. They increase the viscosity of the water either by binding water molecules (hydration) or by absorbing and enveloping the water in their intertwined macromolecules, thereby restricting the mobility of the water.
  • Suitable polymers are:
  • Modified natural substances such as cellulose ethers (eg hydroxypropyl cellulose ethers, hydroxyethyl cellulose and hydroxypropylmethyl cellulose ethers); Natural compounds such as agar-agar, carrageenan, polyoses, starch, dextrins, gelatin, casein;
  • cellulose ethers eg hydroxypropyl cellulose ethers, hydroxyethyl cellulose and hydroxypropylmethyl cellulose ethers
  • Natural compounds such as agar-agar, carrageenan, polyoses, starch, dextrins, gelatin, casein;
  • Synthetic compounds e.g. Vinyl polymers, polyethers, polyimines, polyamides and derivatives of polyacrylic acid; and - inorganic compounds such as e.g. Polysilicic acid and clay minerals.
  • a cellulose ether is included. Particular preference is given to hydroxypropylmethylcellulose.
  • the emulsions according to the invention preferably contain from 0.2 to 1.5% by weight
  • Thickener (based on the dry weight of the thickener and the total weight of the emulsion without propellant gas). Particularly preferred are 0.5 to 0.8 wt .-% thickener.
  • the active ingredient contained can be chosen from among all surface-applied on the skin agents and mixtures thereof.
  • the active ingredient may be cosmetic or pharmaceutical. Accordingly, one obtains cosmetic or dermatological (to be used as a medical device or drug product) foam formulations. Furthermore, the formulation can be used to protect the skin from environmental influences.
  • the active substance can be purely vegetable or synthetic.
  • the group of active ingredients may also overlap with the other ingredient groups, such as the oil component, the thickeners or the solids emulsifiers.
  • some oil components can also serve as active ingredients, such as oils with polyunsaturated fatty acids, or solid emulsifiers, such as particulate titanium dioxide can serve as a UV filter.
  • the substances can be assigned to several groups.
  • Active ingredients of the formulations according to the invention are advantageously selected from the group of substances with moisturizing and barrier-strengthening properties, such as, for example, As hydro viton, a replica of NMF, Pyrrolidoncarbonklare and their salts, lactic acid and its salts, glycerol, sorbitol, propylene glycol and urea, substances from the group of proteins and protein hydrolysates such.
  • As collagen, elastin and silk protein substances from the group of glucosaminoglucans, such as. B. hyaluronic acid, from the group of carbohydrates, such as.
  • pentavidin which corresponds in composition to the carbohydrate mixture of the human horny layer, and the group of lipids and lipid precursors such as ceramides.
  • Further advantageous agents may be further selected in the context of the present invention from the group of vitamins, such as. As panthenol, niacin, ⁇ -tocopherol and its esters, vitamin A and vitamin C.
  • the active ingredients selected from the group of antioxidants z. G., Galate and polyphenols. Urea, hyaluronic acid and pentavitin are preferred substances.
  • substances with skin calming and regenerating action are used as active ingredients, such as.
  • active ingredients such as.
  • Advantageous active ingredients in the context of the present invention are also plants and plant extracts. These include e.g. Algae, aloe, arnica, beard braid, comfrey, birch, nettle, calendula, oak, ivy, witch hazel, henna, hops, chamomile, butcher's broom, peppermint, calendula, rosemary, sage, green tea, tea tree, horsetail, thyme and walnut and their extracts.
  • plants and plant extracts include e.g. Algae, aloe, arnica, beard braid, comfrey, birch, nettle, calendula, oak, ivy, witch hazel, henna, hops, chamomile, butcher's broom, peppermint, calendula, rosemary, sage, green tea, tea tree, horsetail, thyme and walnut and their extracts.
  • the preparations according to the invention may also contain as active ingredients antimycotics and antiseptics / disinfinents of synthetic or natural origin.
  • active ingredients are glucocorticoids, antibiotics, analgesics, antiphlogistics, antirheumatics, antiallergic drugs, antiparasitics, antipruriticosa, antipsoriatics, retinoids, local anesthetics, vein therapeutics, keratolytics, hyperemic substances, coronary therapeutics (nitrates / nitro compounds), antivirals, cytostatics, hormones, wound healing promoting agents, eg growth factors, enzyme preparations and insecticides.
  • the formulations may include dyes, pearlescent pigments, fragrances / perfume,
  • Light stabilizer substances preservatives, complexing agents, antioxidants and repellents.
  • Suitable propellants are z. B. N 2 O, propane, butane and i-butane, the finished
  • Foam formulation contains from 5 to 15 wt .-%, preferably about 10 wt .-% propellant gas.
  • the foam formulations according to the invention are made by providing an oil-in-water type emulsion of Pickering and filling the emulsion or Pickering emulsion and optionally propellant gas into one optionally produced pressure vessel.
  • the Pickeringemulsion can also be filled into another container, which is suitable even without propellant gas to deliver the Pickeringemulsion as a foam.
  • the Pickering emulsion is prepared in the following steps:
  • the oil phase and the water phase at a temperature of 50 to 90 0 C, preferably from 50 to 70 0 C and particularly preferably at about 60 0 C homogenized.
  • the Pickering emulsion comprises a thickening agent
  • the following steps are added: 5. Provide an aqueous thickener solution
  • the Pickeringemulsion is applied with 10 wt .-% propellant gas for the preparation of the foam formulation. 4.
  • the foam formulations of the present invention can be used for all cosmetic and dermatological (medical or pharmaceutical) purposes.
  • the formulations could be used as a skin care or skin cleanser. They can also serve as carriers for active ingredients and be used in the medical dermatological field.
  • the formulations can be used as sunscreen agents.
  • Many of the solid emulsifiers, such as titanium dioxide, are effective UVA and UVB filters.
  • composition of the primary Pickering emulsion Composition of the primary Pickering emulsion:
  • composition of the foam formulation :
  • Eusolex T2000 is weighed and transferred into a laboratory homogenizer and mixed with the heated to 60 0 C Miglyol 812 within one minute, and homogenized within 5 minutes.
  • the water is heated to 60 ° C. and added at 1000 rpm for one minute.
  • the mixture is homogenized at 3000 rpm for 5 minutes.
  • hypromellose solution 30.00 g are added to 60.00 g of the primary Pickering emulsion with stirring.
  • the hypromellose Pickeringemulsion is then applied in aluminum monoblock cans with 10.00 g of propellant gas.
  • a stable, fine-bubble cream foam is formed when removing the foam formulation from the compressed gas package by means of a suitable valve with attached foam applicator.
  • the structure of the cream foam is maintained for a period of time sufficient to evenly distribute the foam on the skin. 5.2.
  • composition of the primary Pickering emulsion Composition of the primary Pickering emulsion:
  • Myritol 318 from Cognis (caprylic acid / capric triglyceride) 30.00 g almond oil 100.00 g water
  • composition of the xanthan gum solution (1%):
  • composition of the foam formulation :
  • Eusolex T 2000 is weighed and transferred into a laboratory homogenizer and mixed with the 0 to 60 C mixture of Cetiol V, Myritol 318 and almond oil within one minute and homogenized within 5 minutes.
  • the water is heated to 60 ° C. and added at 1000 rpm for one minute.
  • the mixture is homogenized at 3000 rpm for 5 minutes.
  • Preparation of foam formulation 30.00 g of xanthan gum solution is added to 60.00 g of the primary Pickering emulsion with stirring.
  • the xanthan gum solution-containing Pickeringemulsion is then applied in aluminum monoblock cans with 10.00 g of propellant gas.
  • a stable, fine-bubble cream foam is formed when removing the foam formulation from the compressed gas package by means of a suitable valve with attached foam applicator.
  • the structure of the cream foam is maintained for a period of time sufficient to evenly distribute the foam on the skin.
  • composition of the primary Pickering emulsion Composition of the primary Pickering emulsion:
  • ZCote is weighed and transferred to a laboratory homogenizer and mixed with the mixture of Cetiol V, Myritol 318, Cetiol SN and almond oil within one minute and homogenized within 5 minutes.
  • the water is added at 1000 rpm within one minute.
  • the mixture is homogenized at 3000 rpm for 5 minutes.
  • hypromellose solution 52.00 g are added to 40.00 g of the primary Pickering emulsion with stirring.
  • the hypromellose Pickeringemulsion is then applied in aluminum monoblock cans with 8.00 g of propellant gas.
  • a stable, fine-bubble cream foam is formed when removing the foam formulation from the compressed gas package by means of a suitable valve with attached foam applicator.
  • the structure of the cream foam is maintained for a period of time sufficient to evenly distribute the foam on the skin.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaumformulierung umfassend, eine im Wesentlichen emulgatorfreie Emulsion vom Typ Öl in Wasser, umfassend eine Ölphase und eine Wasserphase.

Description

TENSIDFREIE SCHAUMFORMULIERUNGEN
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft kosmetische und dermatologische
Schaumformulierungen auf Basis von Emulsionen vom Typ Öl- in- Wasser, die frei sind oder im Wesentlichen frei sind von herkömmlichen Emulgatoren. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung von Pickering-Emulsionen für die Herstellung von Schäumen.
Hintergrund der Erfindung
1. Emulsionen
Unter Emulsion versteht man im Allgemeinen heterogene Systeme, die aus zwei nicht oder nur begrenzt miteinander mischbaren Flüssigkeiten bestehen, die üblicherweise als Phasen bezeichnet werden. In einer Emulsion ist eine der beiden Flüssigkeiten in Form feinster Tröpfchen in der anderen Flüssigkeit dispergiert.
Sind die beiden Flüssigkeiten Wasser und Öl und liegen Öltröpfchen fein verteilt in Wasser vor, so handelt es sich um eine Öl-in- Wasser-Emulsion (O/W-Emulsion, z.B. Milch). Der Grundcharakter einer O/W-Emulsion ist durch das Wasser geprägt. Bei einer Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O-Emulsion, z.B. Butter) handelt es sich um das umgekehrte Prinzip, wobei der Grundcharakter hier durch das Öl bestimmt wird.
Um die dauerhafte Dispergierung einer Flüssigkeit in einer anderen zu erreichen, ist bei Emulsionen im herkömmlichen Sinn der Zusatz einer grenzflächenaktiven Substanz (Emulgator) notwendig. Emulgatoren weisen einen amphiphilen Molekülaufbau auf, bestehend aus einem polaren (hydrophilen) und einem unpolaren (liphophilen) Molekülteil, die räumlich voneinander getrennt sind. In einfachen Emulsionen liegen in der einen Phase feindisperse, von einer Emulgatorhülle umschlossene Tröpfchen der zweiten Phase (Wassertröpfchen in W/O- oder Lipidvesikel in O/W-Emulsionen) vor. Emulgatoren setzen die Grenzflächenspannung zwischen den Phasen herab, indem sie an der Grenzfläche zwischen beiden Flüssigkeiten angeordnet sind. Sie bilden an der Phasengrenze Öl/Wasser Grenzflächenfϊlme aus, wodurch dem irreversiblen Zusammenfließen der Tröpfchen entgegengewirkt wird. Zur Stabilisierung von Emulsionen werden häufig Emulgatorgemische verwendet.
Der Begriff „Emulgator" bzw. „herkömmlicher Emulgator" ist im Stand der Technik bekannt. Herkömmliche Emulgatoren und ihre Verwendung werden beispielsweise in den Publikationen: Pflegekosmetik, 4. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, Seiten 151 bis 159, und Fiedler Lexikon der Hilfsstoffe, 5. Auflage Editio Cantor Verlag Aulendorf, Seiten 97 bis 121, beschrieben.
Herkömmliche Emulgatoren können entsprechend ihrem hydrophilien Molekülteil in ionische (anionische, kationische und amphotere) und nichtionische untergliedert werden:
• Das wohl bekannteste Beispiel eines anionischen Emulgators ist die Seife, als die man gewöhnlich die wasserlöslichen Natrium- oder Kaliumsalze der gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren bezeichnet.
• Wichtige Vertreter der kationischen Emulgatoren sind die quartären Ammonium- Verbindungen.
• Der hydrophile Molekülteil nichtionischer Emulgatoren besteht häufig aus Glycerin, Polyglycerin, Sorbitanen, Kohlenhydraten bzw.
Polyoxyethylenglykolen und ist meistens über Ester- und Etherbindungen mit dem lipophilen Molekülteil verknüpft. Dieser besteht üblicherweise aus Fettalkoholen, Fettsäuren oder Isofettsäuren. Durch Variation der Struktur und der Größe des polaren und des unpolaren Molekülteils lassen sich Lipophilie und Hydrophilie von Emulgatoren in weiten Grenzen verändern.
Entscheidend für die Stabilität einer Emulsion ist die richtige Auswahl der Emulgatoren. Dabei sind die Charakteristiken aller im System enthaltenen Stoffe zu berücksichtigen. Betrachtet man z. B. Hautpflegeemulsionen, so können polare Ölkomponenten wie z. B. UV-Filter zu Instabilitäten führen. Neben den Emulgatoren werden daher noch andere Stabilisatoren verwendet, die beispielsweise die Viskosität der Emulsion erhöhen und/oder als Schutzkolloid wirken.
Emulsionen stellen einen wichtigen Produkttyp im Bereich kosmetischer und/oder dermatologischer Zubereitungen dar, welcher in den unterschiedlichsten Anwendungsgebieten eingesetzt wird. So stehen für die Pflege der Haut, insbesondere für die Rückfettung trockener Haut, eine Vielzahl von Produkten - wie Lotionen und Cremes - zur Verfügung. Ziel der Hautpflege ist es, den durch tägliches Waschen verursachten Fett- und Wasserverlust der Haut auszugleichen. Außerdem sollen Hautpflegeprodukte vor Umwelteinflüssen - insbesondere vor Sonne und Wind - schützen und die Hautalterung verzögern.
Kosmetische Emulsionen werden auch als Desodorantien verwendet. Solche Formulierungen dienen dazu, Körpergeruch zu beseitigen, der entsteht, wenn der an sich geruchlose frische Schweiß durch Mikroorganismen zersetzt wird.
Auch zur Reinigung der Haut und Hautanhangsgebilde finden Emulsionen in Form von Reinigungsemulsionen Verwendung. Sie werden meist der Gesichtsreinigung und insbesondere zur Entfernung von dekorativer Kosmetik eingesetzt. Derartige Reinigungsemulsionen haben - im Gegensatz zu anderen Reinigungszubereitungen wie beispielsweise Seife - den Vorteil, besonders hautverträglich zu sein, da sie in ihrer lipophilen Phase pflegende Öle und/oder unpolare Wirkstoffe - wie z.B. Vitamin E - enthalten können.
2. Emulgatorfreie Emulsionen
Eine besondere Form der Emulsion stellen emulgatorfreie Emulsionen dar. Diese sind frei von Emulgatoren im engeren Sinne, d.h. von amphiphilen Substanzen mit niedriger Molmasse (Molmasse < 5000), die in höherer Konzentration Mizellen und/oder andere flüssigkristalline Aggregate bilden können. Der Begriff „Emulgator" soll hier wie im Fachgebiet üblich verstanden werden. Die IUPAC definiert die Eigenschaften eines Emulgators wie folgt: Emulgatoren sind grenzflächenaktive Substanzen. Sie halten sich bevorzugt in der Grenzfläche zwischen Öl- und Wasserphase auf und senken dadurch die Grenzflächenspannung. Emulgatoren erleichtern bereits bei niedriger Konzentration die Emulsionsbildung. Darüber hinaus vermögen diese Substanzen die Stabilität von Emulsionen zu verbessern, indem sie die Geschwindigkeit der Aggregation und/oder der Koaleszenz verringern.
Zur Stabilisierung pharmazeutischer und kosmetischer Emulsionen werden überwiegend sogenannte echte Emulgatoren, d.h. herkömmliche Emulgatoren im Sinne der vorliegenden Beschreibung, eingesetzt, die ihrer Struktur und ihrem physikalisch-chemischen Verhalten nach zur Stoffklasse der Tenside zählen. Sie zeichnen sich durch einen amphiphilen Aufbau und die Fähigkeit zur Mizellenassoziation aus. Auch der Begriff „emulgatorfrei" ist im Fachgebiet etabliert. Nach einer im interdisziplinären Konsens zwischen Pharmazeuten, Dermatologen und anderen Fachleuten verabschiedeten Begriffsdefinition der Gesellschaft für Dermopharmazie (http ://www. dermotopics .de/german/ausgabe_ 1 _03_d/emulgatorfrei_ 1 _2003_d.htm) kann eine Formulierung als „emulgatorfrei" bezeichnet werden, wenn sie statt mit Emulgatoren im engeren Sinne (herkömmliche Emulgatoren) mit grenzflächenaktiven Makromolekülen (Molmasse von über 5000) stabilisiert ist.
3. Pickering-Emulsion
Eine besondere Form der emulgatorfreien Emulsion stellt die Pickering-Emulsion dar. Pickering-/feststoffstabilisierte Emulsionen sind durch feinstverteilte Feststoffteilchen stabilisiert und ermöglichen es, auf herkömmliche Emulgatoren weitestgehend zu verzichten.
In Pickering-Emulsionen kommt es zu einer Anreicherung des festen Stoffes an der Phasengrenze Öl/Wasser in Form einer Schicht, wodurch ein Zusammenfließen der dispersen Phasen verhindert wird. Von wesentlicher Bedeutung sind dabei insbesondere die Benetzungseigenschaften der Feststoffpartikel, welche sowohl von hydrophilen als auch lipophilen Phasen benetzt werden sollten.
4, S chaumformulierungen
Eine besondere Anwendungsform kosmetischer und oder dermatologischer Emulsionen ist die Applikation als Schäume. Schaumformulierungen haben den
Vorteil, sich leicht auf der Haut verteilen zu lassen. Die schaumige Konsistenz wird als angenehm empfunden und die Produkte hinterlassen in der Regel ein gutes Hautgefühl. Insbesondere wirkt sich aber auch die physikalische Struktur des Schaumes positiv auf die Hautschutzfunktion aus. Schäume sind komplizierte physikalische Gebilde, die einer besonderen Abstimmung der den Schaum bildenden Komponenten bedürfen. Schäume werden generell durch Versprühen einer Emulsionsformulierung oder einer wässrigen Tensid-(Stabilisator-)lösung erhalten. Beispielsweise wird die mit Treibgas versetzte Emulsion aus einem unter Druck stehenden Behältnis abgegeben (solche Systeme werden in der Literatur und Patentliteratur auch als Aerosolschäume bezeichnet). Dabei expandiert das unter Druck stehende Gemisch aus Emulsion und Treibgas und bildet die Schaumbläschen. Insbesondere kommt es zu einer Expansion der dispersen Ölphase, in welcher das öllösliche Gas gelöst ist. Schäume können aber auch mit Hilfe anderer Systeme erzeugt werden, wie beispielsweise Pumpsprays.
Abgestimmte Schaumformulierungen weisen eine stabile zwei- oder mehrphasige polydisperse Struktur bei der Applikation auf, die auf der Haut eine Netzstruktur, vergleichbar mit einer Membran bildet. Solche Netzstrukturen haben den Vorteil, dass diese eine Schutzfunktion, beispielsweise vor Kontakt mit Wasser ausbilden, jedoch einen ungehinderten Gasaustausch mit der Umgebung zulassen. Bei solchen Schäumen kommt es praktisch zu keiner Behinderung der Perspiratio insensibiles und keinem entsprechenden Wärmestau. Damit werden die positiven Eigenschaften einer Schutz- und Pflegefunktion mit einer unveränderten Hautatmung verbunden.
Bisher bekannte Schaumformulierungen enthalten herkömmliche Tenside/Emulgatoren, die für die Stabilisierung der Emulsion und für die darauf folgende Schaumstabilität sorgen.
Herkömmliche Emulgatoren bzw. Tenside werden jedoch immer wieder als Ursache für Unverträglichkeiten bei Hautpflegeprodukten genannt, wie z.B. eine Störung der Hautbarriere oder Mallorcaakne. Auf den Zusatz geeigneter Stabilisatoren kann allerdings nicht gänzlich verzichtet werden, da disperse Systeme, wie bereits beschrieben, beispielsweise Emulsionen thermodynamisch instabil sind.
Die oben genannten Pickering-Emulsionen sind eine Möglichkeit, herkömmliche Emulgatoren zu vermeiden. In der EP 1 352 639 Al bzw. der DE 101 62 840 werden Pickering-Emulsionen vorgestellt, die jedoch als Emulsionen in Form von Lotionen, Cremes und Gelen zum Einsatz kommen.
In der WO 2004/017930 sind weitere Pickering-Emulsionen beschrieben, die sich insbesondere durch eine niedrige Viskosität auszeichnen und damit für dermatologische Tücher geeignet sind. Solche dünnflüssigen Pickering-Emulsionen lassen sich sogar unter einer Nebelbildung versprühen.
Keines der oben beschriebenen Dokumente beschreibt jedoch Schaumformulierungen auf Basis von emulgatorfreien Pickering-Emulsionen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Anmelderin hat nun erkannt, dass sich Pickering-Emulsionen als Basis für Schaumformulierungen eignen. Dabei werden die positiven Eigenschaften der
Schaumformulierungen mit denen der Pickering-Emulsionen verbunden. Es lassen sich insbesondere Schaumformulierungen ohne herkömmliche Emulgatoren oder mit sehr geringen Anteilen an herkömmlichen Emulgatoren herstellen, die die positiven Eigenschaften des Schaumes, nämlich die physikalische Struktur und angenehme Anwendbarkeit, mit der guten Hautverträglichkeit verbinden. Diese Kombination der Eigenschaften macht solche Schaumformulierung insbesondere verwendbar für kosmetische und dermatologische Formulierungen für empfindliche Hauttypen. Es wird dabei Verträglichkeit und Anwendungskomfort vorteilhaft miteinander verbunden.
Dabei ist zunächst davon auszugehen, dass es nicht selbstverständlich ist, dass das Verschäumen von Feststoff-stabilisierten Pickering-Emulsionen zu stabilen
Schaumprodukten führt. Schäume werden, wie bereits erwähnt, beispielsweise durch Einarbeiten von Treibgasen in O/W-Emulsionssystemen erhalten. Verdampft bei dem Verschäumen das in der dispersen Ölphase gelöste Treibgas, bildet sich ein Schaum (Gas in Flüssigdispersion). Beim Verdampfen bzw. Expandieren des in der dispersen Ölphase gelösten Treibgases kommt es zu einer Dilatation der dispersen Ölphase. Es ist nun überraschend, dass das Feststoffnetzwerk an der Phasengrenzfläche dieser Dehnungsbelastung stand hält und es beim Verschäumen nicht zum Brechen der Zubereitung kommt.
Die Erfindung betrifft somit Schaumformulierungen, umfassend eine
Pickeringemulsion vom Typ Öl in Wasser, umfassend eine Ölphase und eine Wasserphase, und gegebenenfalls Treibgas. Insbesondere betrifft die Erfindung Schaumformulierungen, die nicht mehr als 0,5 Gew.-% herkömmlicher Emulgatoren enthalten,vorzugsweise nicht mehr als 0,3 Gew.-%, mehr bevorzugt nicht mehr als 0,1 Gew. -% und mehr bevorzugt frei von herkömmlichen Emulgatoren sind. Die Abgaben werden jeweils auf das Gesamtgewicht der Emulsion ohne Treibgas bezogen.
Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von Pickeringemulsionen, insbesondere Pickeringemulsionen, die im wesentlichen frei oder frei von herkömmlichen Emulgatoren sind, für die Herstellung von Schaumformulierungen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung von Schaumformulierungen auf Basis von Pickeringemulsionen als Träger für Wirkstoffe, als Hautpflegemittel, als Hautreinigungsmittel oder als Sonnenschutzmittel. Die Schaumformulierung kann daher als Kosmetikum, Medizinprodukt oder Arzneimittel eingesetzt werden.
Außerdem umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Schaumformulierungen basierend auf Pickeringemulsionen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
a) Herstellen einer Pickeringemulsion vom Typ Öl in Wasser b) Abfüllen der Pickeringemulsion und Treibgas in einen Druckbehälter, oder c) Abfüllen der Pickeringemulsion in einen anderen als einen Druckbehälter, der bei Abgabe der Pickeringemulsion einen Schaum erzeugt
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1. Definitionen
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Schaumformulierungen Formulierungen, insbesondere Emulsionen, die zur Erzeugung von Schaum sinnfällig hergerichtet sind. Die Formulierungen können insbesondere entweder mit Treibgas in einen Druckbehälter abgefüllt sein oder ohne Treibgas in einen anderen Behälter als einen Druckbehälter abgefüllt sein, der es ermöglicht, bei Abgabe der
Formulierung/Emulsion einen Schaum zu erzeugen. Pumpspraybehälter können beispielsweise verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind im Wesentlichen emulgatorfreie Emulsionen solche Emulsionen, die nicht mehr als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 0,3 Gew.-%, mehr bevorzugt nicht mehr als 0,1 Gew.-% herkömmlicher Emulgatoren enthalten. Gemäß der Erfindung sind emuglatorfreie Emulsionen solche, die keine herkömmlichen Emulgatoren enthalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Pickeringemulsion eine feststoffstabilisierte Emulsion. Insbesondere handelt es sich gemäß der Erfindung um eine feststoffstabilisierte Emulsion vom Typ Öl in Wasser (O/W Emulsion). Insbesondere umfasst eine feststoffstabilisierte Emulsion gemäß der Erfindung nicht mehr als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 0,3 Gew.-%, mehr bevorzugt nicht mehr als 0,1 Gew.-% herkömmliche Emulgatoren. Besonders bevorzugt sind die Pickeringemulsionenen gemäß der Erfindung frei von herkömmlichen Emulgatoren.
Gemäß einem Aspekt sind herkömmliche Emulgatoren gemäß der vorliegenden Erfindung anionische, kationische, amphotere und nichtionische Tenside. Typische Vertreter der anionischen Tenside sind neutralisierte verzweigte und/oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 10 bis 40 Kohlenstoffatomen. Typische Vertreter der kationischen Tenside sind
Ammoniumverbindungen. Typische Vertreter der nichtionischen Tenside haben einen hydrophilen Molekülteil, wie etwa Glycerin, Polyglycerin, Sorbitan, Kohlenhydrate bzw. Polyoxyethlenglykole, der über Ester- und/oder Etherbindungen mit dem lipophilen Molekülteil verknüpft ist, der üblicherweise aus Fettalkoholen, Fettsäuren oder Isofettsäuren besteht. Zum Beispiel zählen die polyethoxylierte Fettsäureester mit Kettenlängen von 10 bis 40 Kohlenstoffatomen und mit einem Ethoxylierungsgrad von 5 bis 100 zu dieser Gruppe. Ferner gelten gesättigte und/oder ungesättigte, verzweigte und/oder unverzweigte Fettalkohole mit einer Kettenlänge von 10 bis 40 Kohlenstoffatomen zu den nichtionischen Emulgatoren. Häufig werden herkömmliche Emulgatoren in Kombinationen eingesetzt. Herkömmliche Emulgatoren im Sinne der vorliegenden Beschreibung sind in den Publikationen: Pflegekosmetik, 4. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, Seiten 151 bis 159 und Fiedler Lexikon der Hilfsstoffe, 5. Auflage, Editio Cantor Verlag Aulendorf, Seiten 97 bis 121, beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind herkömmliche Emulgatoren im Sinne der vorliegenden Anmeldung alle amphiphile Substanzen mit einer Molmasse < 5000, die in höherer Konzentration Mizellen und/oder andere
Flüssigkristalline Aggregate bilden können.Gemäß noch einem weiteren Aspekt sind herkömmliche Emulgatoren alle oberflächenaktiven Substanzen, die insbesondere bei üblichen Lagerungs- und Anwendungstemperaturen wie z.B. Raumtemperatur nicht als Feststoff oder Polymer vorliegen.
Gemäß der Erfindung ist ein Feststoffemulgator eine partikuläre Substanz, die sowohl von lipophilen als auch von hydrophilen Flüssigkeiten benetzbar ist. Es kann sich hierbei um anorganische oder organische Feststoffe handeln. Die Partikel können ferner unbehandelt oder beschichtet sein. Bevorzugt liegt die Partikelgröße zwischen 1 nm und 200 nm, mehr bevorzugt zwischen 5 nm und 100 nm.
2. Zusammensetzung der Pickeringemulsionen
Feststoff emulgatoren:
Geeignete Feststoffemulgatoren sind partikuläre anorganische oder organische Feststoffe, die sowohl von lipophilen als auch von hydrophilen Flüssigkeiten benetzbar sind. Geeignete Vertreter sind z.B. Titandioxid, insbesondere beschichtetes Titanoxid (z.B. erhältlich von Merck KGaA unter der Bezeichnung Eusolex® T- 2000), Zinkoxid (z.B. erhältlich von BASF AG unter der Bezeichnung Z-Cote Max) Siliziumdioxid, insbesondere hochdisperses Siliziumdioxid, Fe2O3, Veegum, Bentonit und Ethylcellulose. Ferner können Aluminiumoxid, nanopartikuläres gefälltes Calciumcarbonat, Kohle, Magnesiumoxid, Magnesiumtrisilikat, kristalline Fettalkohole und Fettsäuren, Polymerlatices, z. B. Polystyrole oder Polymethacrylate, und Polymer-Pseudolatices verwendet werden. Auch Mischungen der vorgenannten Feststoffemulgatoren können verwendet werden. Beschichtetes Titandioxid oder Zinkoxid werden bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Emulsionen enthalten mehr als 1 Gew.-% Feststoff emulgator, bevorzugt mehr als 2 Gew.-% Festste ff emulgator, insbesondere von 2 bis 7 Gew.-% Feststoff emulgator. Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Emulsionen 3 bis 4 Gew.-% Festste ffemulgator. Die Angaben werden jeweils auf das Gesamtgewicht der Emulsion ohne Treibgas bezogen.
Ölphase:
Geeignete Komponenten, welche die Ölphase bilden können, können aus den polaren und unpolaren Ölen oder deren Mischungen gewählt werden.
Die Ölphase der erfmdungsgemäßen Formulierungen wird vorteilhaft gewählt aus der Gruppe der Lecithine und der Fettsäuretriglyceride, aus der Gruppe der Propylenglykole oder Butylenglykole, Fettsäureester, aus der Gruppe der natürlichen Wachse, tierischen und pflanzlichen Ursprungs, aus der Gruppe der Esteröle, aus der Gruppe der Dialkylether und Dialkylcarbonate, aus der Gruppe der verzweigten und unverzweigten Kohlenwasserstoffe und Wachse sowie aus der Gruppe der zyklischen und linearen Silikonöle. Besonders bevorzugt sind Triglyceride insbesondere Caprylsäure-/Caprinsäure- triglycerid erhältlich unter der Bezeichnung Miglyol 812 der Firma Sasol und dessen Abmischung mit weiteren Öl- und Wachskomponenten.
Besonders bevorzugt sind weiterhin Triglyceride, insbesondere Caprylsäure-/Caprin- säuretriglycerid, erhältlich unter der Bezeichnung Miglyol 812 der Firma Sasol/Myritol 312 der Fa. Cognis.
Die erfϊndungsgemäßen Emulsionen enthalten bevorzugt von 10 bis 50 Gew.-% Ölphase, besonders bevorzugt 25 bis 35 Gew.-% Ölphase. Die Angaben werden jeweils auf das Gesamtgewicht der Emulsion ohne Treibgas bezogen.
Wasserphase:
Die Wasserphase kann kosmetische Hilfsstoffe enthalten, z.B. niedere Alkohole (z.B. Ethanol, Isopropanol), niedere Diole oder Polyole sowie deren Ether (z.B. Propylenglycol, Glycerin, Butylenglykol, Hexylenglykol und Ethylenglykol), Schaumstabilisatoren und Verdickungsmittel.
Geeignete Verdickungsmittel sind polymere Verdickungsmittel, die teilweise wasserlöslich oder zumindest in Wasser disperierbar sind und in wässrigen Systemen Gele oder viskose Lösungen bilden. Sie erhöhen die Viskosität des Wassers, indem sie entweder Wassermoleküle binden (Hydratation) oder aber das Wasser in ihre unter sich verflochtenen Makromoleküle aufnehmen und einhüllen, wobei sie die Beweglichkeit des Wassers einschränken. Geeignete Polymere sind:
- Abgewandelte Naturstoffe, wie Celluloseether (z.B. Hydroxypropylcelluloseether, Hydroxyethlylcellulose und Hydroxypropylmethylcelluloseether); - Natürliche Verbindungen, wie z.B. Agar-Agar, Carrageen, Polyosen, Stärke, Dextrine, Gelatine, Casein;
- Synthetische Verbindungen wie z.B. Vinylpolymere, Polyether, Polyimine, Polyamide und Derivate der Polyacrylsäure; und - Anorganische Verbindungen wie z.B. Polykieselsäure und Tonmineralien.
Bevorzugt ist ein Celluloseether enthalten. Besonderes bevorzugt ist Hydroxypropylmethylcellulose.
Die erfϊndungsgemäßen Emulsionen enthalten bevorzugt von 0,2 bis 1,5 Gew.-%
Verdickungsmittel (bezogen auf das Trockengewicht des Verdickungsmittels und das Gesamtgewicht der Emulsion ohne Treibgas). Besonders bevorzugt sind 0,5 bis 0,8 Gew.-% Verdickungsmittel.
Wirkstoffe:
Der enthaltene Wirkstoff kann unter allen oberflächig auf der Haut applizierbaren Wirkstoffen und Mischungen dieser gewählt werden. Der Wirkstoff kann kosmetisch oder pharmazeutisch wirken. Entsprechend erhält man kosmetische oder dermatologische (als Medizinprodukt oder Arzneimittelprodukt einzusetzende) Schaumformulierungen. Ferner kann die Formulierung zum Schutz der Haut vor Umwelteinflüssen dienen. Der Wirkstoff kann rein pflanzlich oder synthetisch sein. Die Gruppe der Wirkstoffe kann sich auch mit den anderen Inhaltstoffgruppen, wie z.B. der Ölkomponente, den Verdickungsmitteln oder den Feststoffemulgatoren, überschneiden. Beispielsweise können manche Ölkomponenten auch als Wirkstoffe dienen, wie z.B. Öle mit mehrfach ungesättigten Fettsäuren, oder Feststoffemulgatoren, wie z.B. partikuläres Titandioxid als UV-Filter dienen kann. Je nach Eigenschaftspro fil sind die Substanzen mehreren Gruppen zuzuordnen. Wirkstoffe der erfϊndungsgemäßen Formulierungen werden vorteilhaft gewählt aus der Gruppe der Substanzen mit feuchtigkeitspendenden und barrierestärkenden Eigenschaften, wie z. B. Hydro viton, eine Nachbildung des NMF, Pyrrolidoncarbonsäure und deren Salze, Milchsäure und deren Salze, Glycerol, Sorbitol, Propylenglykol und Harnstoff, Substanzen aus der Gruppe der Proteine und Proteinhydrolysate wie z. B. Collagen, Elastin sowie Seidenprotein, Substanzen aus der Gruppe der Glucosaminoglucane, wie z. B. Hyaluronsäure, aus der Gruppe der Kohlenhydrate, wie z. B. Pentavitin, das in seiner Zusammensetzung dem Kohlehydratgemisch der menschlichen Hornschicht entspricht, und der Gruppe der Lipide und Lipidvorstufen wie beispielsweise die Ceramide. Weitere vorteilhafte Wirkstoffe können im Sinne der vorliegenden Erfindung ferner gewählt werden aus der Gruppe der Vitamine, wie z. B. Panthenol, Niacin, α-Tocopherol und seine Ester, Vitamin A sowie Vitamin C. Außerdem können die Wirkstoffe, gewählt aus der Gruppe der Antioxidantien z. B. Galate und Polyphenole, verwendet werden. Harnstoff, Hyaluronsäure und Pentavitin sind bevorzugte Substanzen.
Es ist ferner bevorzugt, dass als Wirkstoffe Substanzen mit hautberuhigender und regenerierender Wirkung eingesetzt werden, wie z. B. Panthenol, Bisabo lol und Phytosterole.
Vorteilhafte Wirkstoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auch Pflanzen und Pflanzenextrakte. Hierzu gehören z.B. Algen, Aloe, Arnika, Bartflechten, Beinwell, Birke, Brennessel, Calendula, Eiche, Efeu, Hamamelis, Henna, Hopfen, Kamille, Mäusedorn, Pfefferminze, Ringelblume, Rosmarin, Salbei, grüner Tee, Teebaum, Schachtelhalm, Thymian und Walnuss sowie deren Extrakte.
Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können ferner als Wirkstoffe Antimykotika und Antiseptika/Desinfizientia synthetischen oder natürlichen Ursprungs enthalten. Weitere Wirkstoffe sind Glucocortikoide, Antibiotika, Analgetika, Antiphlogistika, Antirheumatika, Antiallergika, Antiparasitika, Antipruriginosa, Antipsoriatika, Retinoide, Lokalanästhetika, Venentherapeutika, Keratolytika, Hyperämisierende Substanzen, Koronartherapeutika (Nitrate/Nitro-Verbindungen), Virusstatika, Zytostatika, Hormone, Wundheilungsfördernde Wirkstoffe, zB Wachstumsfaktoren, Enzympräparate und Insektizide.
Weitere Bestandteile der Pickeringemulsion:
Die Formulierungen können Farbstoffe, Perlglanzpigmente, Duftstoffe/Parfum,
Lichtschutzfϊltersubstanzen, Konservierungsmittel, Komplexbildner, Antioxidantien und Repellenten enthalten.
Die obige Aufzählung der einzelnen Bestandteile der Pickeringemulsion soll so verstanden werden, dass einzelne Beispielkomponenten aufgrund ihrer verschiedenen Eigenschaften auch mehreren Gruppen zugeordnet werden können.
Treibgase:
Geeignete Treibgase sind z. B. N2O, Propan, Butan und i-Butan, Die fertige
Schaumformulierung enthält von 5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt etwa 10 Gew.-% Treibgas.
3. Herstellungsverfahren
Die Schaumformulierungen gemäß der Erfindung werden durch Bereitstellen einer Emulsion bzw. Pickeringemulsion vom Typ Öl in Wasser und Abfüllen der Emulsion bzw. Pickeringemulsion und gegebenenfalls Treibgas in einen gegebenenfalls Druckbehälter hergestellt. Alternativ zum Treibgas und Druckbehälter kann die Pickeringemulsion auch in einen anderen Behälter abgefüllt werden, der auch ohne Treibgas dafür geeignet ist, die Pickeringemulsion als Schaum abzugeben.
Insbesondere wird die Pickeringemulsion in folgenden Schritten hergestellt:
1. Bereitstellen einer liquiden Ölphase
2. Suspendieren der oder des Festste ff emulgators in der Ölphase, um eine Feststoffemulgatorsuspension zu erhalten 3. Bereitstellen einer Wasserphase
4. Homogenisieren der Wasserphase mit der Feststoffemulgatorsuspension, um eine Pickeringemulsion zu erhalten.
Bevorzugt wird die Ölphase und die Wasserphase bei einer Temperatur von 50 bis 900C, bevorzugt von 50 bis 700C und besonders bevorzugt bei ca. 600C homogenisiert.
Wenn die Pickeringemulsion ein Verdickungsmittel umfasst, kommen vorteilhaft ferner die folgenden Schritte hinzu: 5. Bereitstellen einer wässrigen Verdickungsmittellösung
6. Mischen der Verdickungsmittellösung mit der Pickeringemulsion.
Bevorzugt wird die Pickeringemulsion mit 10 Gew.-% Treibgas zur Herstellung der Schaumformulierung beaufschlagt. 4. Verwendungen
Die Schaumformulierungen der vorliegenden Erfindung können für alle kosmetischen und dermatologischen (als Medizinprodukt oder Arzneimittel) Zwecke eingesetzt werden. Zum Beispiel könne die Formulierungen als Hautpflegemittel oder Hautreinigungsmittel eingesetzt werden. Sie können ferner als Träger für Wirkstoffe dienen und im medizinisch dermatologischen Bereich eingesetzt werden. Insbesondere können die Formulierungen als Sonnenschutzmittel eingesetzt werden. Viele der Feststoffemulgatoren, wie beispielsweise Titandioxid, sind wirksame UVA und UVB Filter.
5. Beispiele
5.1. Beispiel 1
Zusammensetzung der primären Pickeringemulsion:
10,00 g Eusolex T 2000 der Firma Merck KGaA (Alumina/Simethicone beschichtetes Titandioxid) 95,00 g Miglyol 812 der Firma Sasol (Caprylsäure/Caprinsäuretriglycerid) 95,00 g Wasser
Zusammensetzung der Schaumformulierung:
60,00 g primäre Pickeringemulsion 30,00 g wässrige Hypromelloselösung (2 %) 10,00 g Treibgas
Herstellung der primären Pickeringemulsion:
Eusolex T2000 wird abgewogen und in einen Laborhomogenisator überführt und mit dem auf 600C erwärmten Miglyol 812 innerhalb von einer Minute gemischt sowie innerhalb von 5 Minuten homogenisiert. Das Wasser wird auf 600C erwärmt und bei 1000 U/min innerhalb von einer Minute zugegeben. Die Mischung wird bei 3000 U/Min für 5 Minuten homogenisiert.
Herstellung der Schaumformulierung:
30,00 g Hypromellose-Lösung werden zu 60,00 g der primären Pickeringemulsion unter Rühren zugegeben. Die hypromellosehaltige Pickeringemulsion wird dann in Aluminiummonoblockdosen mit 10,00 g Treibgas beaufschlagt.
S chaumerzeugung :
Ein stabiler, feinblasiger Cremeschaum entsteht bei der Entnahme der Schaumformulierung aus der Druckgaspackung mittels eines geeigneten Ventils mit aufgesetztem Schaumapplikator. Die Struktur des Cremeschaumes bleibt für einen Zeitraum erhalten, der ausreicht den Schaum auf der Haut gleichmäßig zu verteilen. 5.2. Beispiel 2
Zusammensetzung der primären Pickeringemulsion:
10,00 g Eusolex T 2000 der Firma Merck KGaA (Alumina/Simethicone beschichtetes Titandioxid) 30,00 g Cetiol V der Firma Cognis (Decyloleat)
30,00 g Myritol 318 der Firma Cognis (Caprylsäure/Caprinsäuretriglycerid) 30,00 g Mandelöl 100,00 g Wasser
Zusammensetzung der Xanthan Gum-Lösung (1%):
1,0 g Xanthan Gum 99,00 g Wasser
Zusammensetzung der Schaumformulierung:
60,00 g primäre Pickeringemulsion 30,00 g wässrige Xanthan Gum-Lösung (1%) 10,00 g Treibgas
Herstellung der primären Pickeringemulsion:
Eusolex T 2000 wird abgewogen und in einen Laborhomogenisator überführt und mit der auf 600C Mischung aus Cetiol V, Myritol 318 und Mandelöl innerhalb von einer Minute gemischt sowie innerhalb von 5 Minuten homogenisiert. Das Wasser wird auf 600C erwärmt und bei 1000 U/min innerhalb von einer Minute zugegeben. Die Mischung wird bei 3000 U/Min für 5 Minuten homogenisiert. Herstellung der Schaumformulierung: 30,00 g Xanthan Gum-Lösung werden zu 60,00 g der primären Pickeringemulsion unter Rühren zugegeben. Die Xanthan Gum-Lösung-haltige Pickeringemulsion wird dann in Aluminiummonoblockdosen mit 10,00 g Treibgas beaufschlagt.
Schaumerzeugung:
Ein stabiler, feinblasiger Cremeschaum entsteht bei der Entnahme der Schaumformulierung aus der Druckgaspackung mittels eines geeigneten Ventils mit aufgesetztem Schaumapplikator. Die Struktur des Cremeschaumes bleibt für einen Zeitraum erhalten, der ausreicht den Schaum auf der Haut gleichmäßig zu verteilen.
5.3 Beispiel 3
Zusammensetzung der primären Pickeringemulsion:
10,00 g ZCote der Firma BASF (Zinkoxid)
20,00 g Myritol 318 der Firma Cognis (Caprylsäure/Caprinsäuretriglycerid) 10,00 g Cetiol V der Firma Cognis (Decyloleat) 20,00 g Cetiol SN der Firma Cognis (Cetylstearylisononnanoat) 20,00 g Mandelöl 120,00 g Wasser
Zusammensetzung der Hypromellose-Lösung (2%):
2,00 g Hypromellose 5,00 g Glycerol 5,00 g Harnstoff 88,00 g Wasser Zusammensetzung der Schaumformulierung:
40,00 g primäre Pickeringemulsion 52,00 g wässrige Hypromelloselösung (2 %) 8,00 g Treibgas
Herstellung der primären Pickeringemulsion:
ZCote wird abgewogen und in einen Laborhomogenisator überführt und mit der Mischung aus Cetiol V, Myritol 318, Cetiol SN und Mandelöl innerhalb von einer Minute gemischt sowie innerhalb von 5 Minuten homogenisiert. Das Wasser wird bei 1000 U/min innerhalb von einer Minute zugegeben. Die Mischung wird bei 3000 U/Min für 5 Minuten homogenisiert.
Herstellung der Schaumformulierung:
52,00 g Hypromellose-Lösung werden zu 40,00 g der primären Pickeringemulsion unter Rühren zugegeben. Die hypromellosehaltige Pickeringemulsion wird dann in Aluminiummonoblockdosen mit 8,00 g Treibgas beaufschlagt.
S chaumerzeugung :
Ein stabiler, feinblasiger Cremeschaum entsteht bei der Entnahme der Schaumformulierung aus der Druckgaspackung mittels eines geeigneten Ventils mit aufgesetztem Schaumapplikator. Die Struktur des Cremeschaumes bleibt für einen Zeitraum erhalten, der ausreicht den Schaum auf der Haut gleichmäßig zu verteilen.

Claims

Patentansprüche
1. Schaumformulierung umfassend, eine im Wesentlichen emulgatorfreie Emulsion vom Typ Öl in Wasser, umfassend eine Ölphase und eine Wasserphase.
2. Schaumformulierung gemäß Anspruch 1, wobei die Emulsion nicht mehr als 0,5 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 0,3 Gew.-%, mehr bevorzugt nicht mehr als 0,1 Gew.-% herkömmlicher Emulgatoren enthält.
3. Schaumformulierung gemäß Anspruch 1 oder 2, umfassend eine emulgatorfreie Emulsion, die keine herkömmlichen Emulgatoren enthält.
4. Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Emulsion eine Pickeringemulsion ist.
5. Schaumformulierung gemäß Anspruch 4, wobei die Pickeringemulsion mindestens einen partikulären
Feststoffemulgator, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Titandioxid, Siliziumdioxid, Fe2O3, Zinkoxid, Veegum, Bentonit und Ethylcellulose, Aluminiumoxid, nanopartikuläres gefälltes Calciumcarbonat, Kohle, Magnesiumoxid, Magnesiumtrisilikat, kristalline Fettalkohole und Fettsäuren, Polymerlatices, wie etwa
Polystyrole oder Polymethacrylate, und Polymer-Pseudolatices oder Mischungen davon umfasst.
6. Schaumformulierung gemäß Anspruch 4, wobei die Pickeringemulsion beschichtetes Titandioxid oder Zinkoxid umfasst.
7. Schaumformulierung gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Ölphase mindestens ein Triglycerid umfasst.
8. Schaumformulierung gemäß Anspruch 7, wobei das Triglycerid Caprylsäure/Caprinsäuretriglycerid umfasst.
9. Schaumformulierung gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei die Emulsion mindestens ein Verdickungsmittel umfasst.
10. Schaumformulierung gemäß Anspruch 9, wobei das Verdickungsmittel Hydroxypropylmethylcellulose umfasst.
11. Schaumformulierung gemäß einem der voran stehenden Ansprüche, wobei die Emulsion mindestens einen Wirkstoff enthält.
12. Schaumformulierung gemäß Anspruch 11, wobei der Wirkstoff aus der Gruppe bestehend aus Hydroviton, Pyrrolidoncarbonsäure und deren Salze, Milchsäure und deren Salze, Glycerol, Sorbitol, Propylenglykol, Harnstoff, Collagen, Elastin, Seidenprotein, Hyaluronsäure, Pentavitin, Ceramide, Panthenol, Niacin, α-Tocopherol und seine Ester, Vitamin A, Vitamin C, Galate,
Polyphenole, Panthenol, Bisabo Io 1, Phytosterole, Glucocortikoide, Antibiotika, Analgetika, Antiphlogistika, Antirheumatika, Antiallergika, Antiparasitika, Antipruriginosa, Antipsoriatika, Retinoide, Lokalanästhetika, Venentherapeutika, Keratolytika, Hyperämisierende Substanzen, Koronartherapeutika (Nitrate/Nitro- Verbindungen), Virusstatika, Zytostatika, Hormone, Wundheilungsfördernde Wirkstoffe, Wachstumsfaktoren, Enzympräparate, Insektizide und Pflanzenmaterial wie bzw.
Pflanzenextrakte von Algen, Aloe, Arnika, Bartflechten, Beinwell, Birke, Brennnessel, Calendula, Eiche, Efeu, Hamamelis, Henna, Hopfen, Kamille, Mäusedorn, Pfefferminze, Ringelblume, Rosmarin, Salbei, grüner Tee, Teebaum, Schachtelhalm, Thymian und Walnuss oder Mischungen davon, ausgewählt ist.
13. Verwendung einer Pickeringemulsion für die Herstellung einer
S chaumformulierung .
14. Verwendung gemäß Anspruch 13 für die Herstellung einer
Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
15. Verwendung einer Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als Träger für einen Wirkstoff.
16. Verwendung einer Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als Hautpflegemittel.
17. Verwendung einer Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als Hautreinigungsmittel.
18. Verwendung einer Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 als Sonnenschutzmittel.
19. Verwendung einer Schaumformulierung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Herstellung eines Kosmetikums, Medizinprodukts oder Arzneimittels.
20. Verfahren zur Herstellung einer Schaumformulierung basierend auf einer Pickeringemulsion, umfassend die Schritte:
a) Herstellen einer Pickeringemulsion vom Typ Öl in Wasser b) Abfüllen der Pickeringemulsion und Treibgas in einen
Druckbehälter, oder c) Abfüllen der Pickeringemulsion in einen anderen als einen
Druckbehälter, der bei Abgabe der Pickeringemulsion einen Schaum erzeugt.
21. Verfahren gemäß Anspruch 20 zur Herstellung einer Schaumformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
22. Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Herstellen der Pickeringemulsion die Schritte
1. Bereitstellen einer liquiden Ölphase
2. Suspendieren der oder des Festste ff emulgators in der Ölphase, um eine Feststoffemulgatorsuspension zu erhalten
3. Bereitstellen einer Wasserphase 4. Homogenisieren der Wasserphase mit der Feststoffemulgatorsuspension, um eine Pickeringemulsion zu erhalten, umfasst.
23. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die Ölphase und die
Wasserphase bei einer Temperatur zwischen 50 und 90 0C homogenisiert werden.
24. Verfahren gemäß Anspruch 22 oder 23, wobei die Pickeringemulsion ein Verdickungsmittel umfasst, ferner umfassend die Schritte:
5. Bereitstellen einer wässrigen Verdickungsmittellösung
6. Mischen der Verdickungsmittellösung mit der Pickeringemulsion.
25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die
Schaumformulierung 10 Gew.- Treibgas enthält.
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