Hydrogel für naturkosmetische Zwecke
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Hydrogel, insbesondere in der Form eines Pflasters. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Herstellung dieses Hydrogels und dessen Verwendung für kosmetische Zwecke.
Der Kosmetikmarkt fragt verstärkt nach„Naturprodukten". Hierunter ist zu verstehen, dass die in kosmetischen Formulierungen verwendeten Bestandteile aus natürlichen, d. h. nicht durch chemische Synthese bzw. durch chemische Modifikation von
Naturstoffen hergestellten Rohstoffen bestehen. Die Gewinnung derartiger
(„naturbelassener") Naturstoffe soll auch die Natur wenig belasten, z. B. durch nachhaltigen ökologischen Anbau.
Zum anderen soll der Anwender nicht unnötig mit künstlichen, schädlichen oder Allergie auslösenden Bestandteilen in Berührung kommen.
Der Anwender hat dennoch hohe Ansprüche an das Erscheinungsbild und den Geruch, die Wirkung sowie Stabilität des Produktes. Bekannte Hydrogele basieren auf durch Polymerisation im technischen Maßstab hergestellten Polyacrylsäuren bzw. deren Salze oder enthalten andere durch chemische Synthese hergestellten Gelbildner wie Polyvinylpyrrolidon (PVP),
Polyvinylalkohol (PVA), HPMC (Hydroxypropylmethylcellulose - ein teilsynthetischer Stoff), Carbomer u.s.w.
Weiterhin enthalten solche Hydrogele aufgrund ihrer Anfälligkeit zur Verkeimung erhebliche Mengen an Konservierungsmitteln, für gewöhnlich eine Mischung aus Benzylalkohol, Phenoxyethanol, Parabenen, chlorhaltigen Stoffen oder anderen. Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Hydrogel zu entwickeln, dass ohne chemisch hergestellte oder veränderte Gelbildner auskommt, milde
Konservierungsmittel verwendet, die von den gängigen Labels wie„Ökotest", „Ecocert", NaTrue, BDIH-Standard u. a. akzeptiert sind und ein optisch sowie
BESTÄTIGUNGSKOPIE
olfaktorisch angenehmes Erscheinungsbild aufweisen und diese Eigenschaften über einen längeren Zeitraum, vorzugsweise von wenigstens 12 Monaten, beibehalten.
In dieser Beschreibung sind unter„chemisch hergestellten Gelbildnern" bzw. unter „chemisch veränderten Gelbildnern" solche synthetischen oder natürlichen Stoffe zu verstehen, die durch chemische Reaktionen (wie Polymerisation, Polyadditionen, Veresterung, etc.) hergestellt, verändert bzw. modifiziert werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Hydrogel, welches - neben dem obligatorischen Wasser - eine Kombination von mindestens vier Polysacchariden enthält. Außerdem kann das Hydrogel mindestens eine organische Säure enthalten.
Bei den vier Polysacchariden handelt es sich um solche, die in„naturbelassenem Zustand" sind und durch bekannte,„biologische" (auch mikrobiologische)
Herstellungsverfahren entstehen. Diese Polysaccharide sind also nicht durch chemische Reaktionen (wie Polymerisation, Polyadditionen, Veresterung etc.) synthetisch hergestellt, verändert bzw. modifiziert. Es kommen lediglich mechanische und thermische Verfahren zum Einsatz zum Zwecke des Zerkleinerns, der Trennung, des Transports und der Reinigung der Polysaccharide aus ihren natürlichen Quellen. Hierzu gehören Filtration, Sedimentation, Zentrifugieren, Trocknen. Auch thermische Verfahren können für diese Zwecke genutzt werden (z. B. für Destillation,
Rektifikation, Stofftrennung mittels Membranen). Es erfolgt in jedem Fall keine Bildung von kovalenten Bindungen. Die erfindungsgemäße Kombination der mindestens vier Polysaccharide enthält: a) Konjac Mannan,
b) Xanthan Gum,
c) Pullulan sowie
d) Carrageenan.
Innerhalb bestimmter Konzentrationsbereiche dieser Polysaccharide führt dies zu Synergieeffekten, die ein stabiles, leicht haftendes, neutral riechendes, flexibles und transparentes Hydrogel bilden. Dieses Hydrogel besitzt eine ausreichende
Schnittfestigkeit, so dass sich durch entsprechende Weiterverarbeitung ein kosmetisches Produkt - beispielsweise zur Hautpflege - herstellen lässt.
Konjac Mannan ist ein natürliches Polysaccharid aus der Knolle der Konjac-Pflanze (Amorphophallus Konjac), die in subtropischen Regionen gedeiht, vor allem in
Indonesien, im südwestlichen China, z. T. in Japan. Die Herstellung erfolgt durch die Pulverisierung der Knollen, Entfernung von Fremdkörpern, Waschen des Mehls, Sedimentation mit Alkohol und anschließender Extraktion. Es hat die CAS-Reg.-Nr.
[37220-17-0].
Xanthan Gum ist ein mikrobielles, anionisches Polysaccharid, das von Xanthomonas campestris unter geeigneten Kulturbedingungen ausgeschieden wird. Es hat die CAS-Reg-Nr. [1 1 138-66-2] und ist kommerziell erhältlich und zwar aus einer
Produktreihe mit dem Markennamen Keltrol CG. Besonders bevorzugt ist Keltrol CG- SFT.
Pullulan ist ein extrazellulares Polysaccharid des hefeähnlichen Pilzes
Aureobasidium pullulans (Synonyme: Pullularia pullulans, Dematium pullulans), der in stehenden Gewässern weit verbreitet ist. Pullulan ist ein Homopolysaccharid mit D-Glucose als einzigem Baustein. Es hat die CAS-Reg.-Nr. [9057-02-7].
Carrageenan ist der Extrakt aus getrockneten Rotalgen der Arten Chondrus crispus und Gigartina stellata. Die gelbildende κ-Fraktion (Kappa-Fraktion) besteht aus d- Galactose-4-sulfat und 3,6-Anhydro-a-d-galactose, die abwechselnd in 1 ,3- und 1 ,4- Stellung glycosidisch verbunden sind. Carrageenan hat die CAS-Reg.-Nr. [9000-07- 1] und das bevorzugte -Carrageenan die CAS-Reg.-Nr. [11 4-20-8]. Auch die i- Fraktion (Jota-Fraktion) des Carrageenans (CAS-Reg.-Nr. [9062-07-1]) kann - ggf. in Kombination mit der κ-Fraktion - verwendet werden. Die λ-Fraktion (Lambda- Fraktion) des Carrageenans ist ungeeignet.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Hydrogel auch ein fünftes Polysaccharid enthalten, und zwar„Sclerotium Gum", das auch Amigel genannt wird. Hierbei handelt es sich um ein Polysaccharid, das durch Fermentation aus dem Pilz
Sclerotium rolfsii hergestellt wird.
In dem erfindungsgemäßen Hydrogel liegen die Konzentrationen von Konjac
Mannan, Xanthan Gum und Pullulan zwischen 0,1 und 2%, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,5%. Sofern Sclerotium Gum als fünftes Polysaccharid verwendet wird, liegt dieses ebenfalls in einer Konzentration zwischen 0,1 und 2%, vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,5% vor. Die Konzentration von Carrageenan liegt zwischen 1 und 20%, vorzugsweise zwischen 5 und 15% und besonders bevorzugt zwischen 8 und 12%. Diese Gew.-%-Angaben sind bezogen auf das Hydrogel, d. h. das wasserhaltige Endprodukt, das ggf. noch weitere Inhaltsstoffe, insbesondere kosmetische Wirkstoffe, enthalten kann..
Als Konservierungsmittel zur Stabilisierung gegen Keime, Pilze und Hefen kommt mindestens eine organische Säure zum Einsatz. Hierbei kann es sich um
Ameisensäure, Benzoesäure, Dehydracetsäure, Essigsäure, Fumarsäure, 4- Hydroxybenzoesäure, Hydroxybernsteinsäure, Milchsäure, Propionsäure,
Salicylsäure, Sorbinsäure etc. handeln sowie deren Salze und Mischungen.
Bevorzugt sind Benzoesäure, Dehydracetsäure, Milchsäure und Sorbinsäure, insbesondere ein Gemisch daraus. Auch 2-Phenoxyethanol ist als
Konservierungsmittel geeignet.
Das Hydrogel kann auch mindestens einen technischen Hilfsstoff enthalten, die z. B. seine mechanischen Eigenschaften verbessert. Hierzu zählen Weichmacher, Feuchtigkeitsregulatoren, Antioxidantien, pH-Puffer, Farbstoffe, Bindemittel, Tenside, Viskositätsverbesserer.
Zur Ausbildung eines angenehmen Geruchs sowie zur Steigerung der kosmetischen Wirkung auf der Haut (Erhöhung der Hautfeuchte, Erhöhung der Elastizität,
Faltenglättung, Versorgung der Haut mit essentiellen Stoffen (Mineralien, Vitamine, Fettsäuren, Lipiden etc.)) kann das Hydrogel mindestens einen Duftstoff bzw.
mindestens einen kosmetischen Wirkstoff enthalten.
Zu den Duftstoffen zählen Riechstoffe, d. h. einheitliche, definierte chemische
Verbindungen mit Geruch. Hierzu zählen natürliche Aromastoffe, naturidentische
Aromastoffe, künstliche Aromastoffe, Aromaextrakte, Reaktionsaromen und
Raucharomen. Auch Gemische wie ätherische Öle zählen hierzu
Zu den kosmetischen Wirkstoffen zählen Hautöle, Hautpflegemittel und
Hautschutzstoffe, die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise aus DE 102 41 597.
Das Verfahren zur Herstellung des Hydrogels besteht darin, dass in einem ersten Schritt Wasser auf mindestens 40°C erwärmt wird. Dieses Wasser („Phase 1 ") kann auch schon weitere Bestandteile des Hydrogels enthalten, beispielsweise
mindestens einen technischen Hilfsstoff und / oder mindestens einen kosmetischen Wirkstoff und / oder ein Konservierungsmittel.
In einem zweiten Schritt wird eine Kombination von 0,1 - 2 Gew.-% Konjac Mannan, 0,1 - 2 Gew.-% Xanthan Gum und 0,1 - 2 Gew.-% Pullulan sowie ggf. 0,1 - 2 Gew.- % Sclerotium Gum unter Bildung einer wässrigen Lösung dem erwärmten Wasser vom ersten Schritt hinzugegeben. Um eine vollständige Lösung dieser
Polysaccharide („Phase 2") zu erreichen, muss gegebenenfalls gerührt und stärker, aber nicht über 95°C erwärmt werden.
Während des zweitens Schritts kann auch mindestens ein technischer Hilfsstoff, mindestens ein kosmetischer Wirkstoff, mindestens ein Duftstoff und / oder mindestens ein Konservierungsmittel zugegeben werden. Zum Abschluss des zweiten Schritts werden 1 - 20 Gew.-% Carrageenan („Phase 4") zugegeben.
Die am Ende des zweiten Schritts erhaltene und noch mindestens 40°C warme Lösung wird dann in einem dritten Schritt - vorzugsweise in einer konstanten Schichtdicke - auf eine Unterlage aufgetragen und unter Abkühlung in ein festes Hydrogel überführt. Als Unterlage können beispielsweise silikonisierte PET- Trägerfolien eingesetzt werden. Im fertigen Produkt dient eine solche Folie dann als Deckschicht (release liner).
Nach Abkühlung auf Raumtemperatur erhält man ein stabiles Hydrogel, das mit fachüblichen Verfahren wie Schneiden, Stanzen, Laminieren, Kaschieren, Verpacken etc. weiterverarbeitet werden kann. In einer bevorzugten Variante des Herstellungsverfahrens wird das Hydrogel noch während des Abkühlens und vor Erreichen der Raumtemperatur mit einem Vliesstoff abgedeckt.
In einer zweiten Variante des Herstellungsverfahrens werden„Phase 2" (= das Gemisch der Polysaccharide) und„Phase 4" (die Carrageen enthaltende
Zusammensetzung) miteinander vereint, bevor sie in die Wasser enthaltende„Phase 1 " zugegeben werden. Diese Zugabe erfolgt durch Einsaugen der trockenen, pulverförmigen Mischung von Phasen 2 und 4. Anschließend können die
Komponenten von Phase 3 (= Konservierungsmittel, technische Hilfsstoffe, z. B.: Dexpanthenol, org. Säuren) und Phase 5 (kosmetische Wirkstoffe, z. B.:
Pflanzenextrakte; Duftstoffe, z. B.: ätherische Öle, ) ebenfalls gemeinsam zu der Mischung von Phase 1 und Phasen 2/4 gegeben werden.
Das erfindungsgemäße Hydrogel soll durch die nachfolgenden Herstellungsbeispiele näher erläutert werden.
Beispiel 1 : Herstellung eines Hydrogels für die Naturkosmetik
Phase 1 wird auf 60°C erwärmt und nacheinander Phase 2, Phase 3, Phase 4 und schließlich Phase 5 langsam unter Rühren bis zur vollständigen Homogenität zugegeben. Die resultierende Lösung wird in einem bei 50 C beheizten
Streichkasten mit einer Spaltbreite von 500pm auf einen silikonisierten PET-Liner ausgestrichen und anschließend mit einem 100%-Viskose- Vlies abgedeckt. Die in der tabellarischen Übersicht über die Bestandteile des Hydrogels angegebenen Anteile der Komponenten sind - wie auch in der gesamten Beschreibung - in Gew.-% bezogen auf das Hydrogel angegeben.
Nach Abkühlung auf Raumtemperatur erhält man ein stabiles Hydroge), das nach Belieben in Stücke geschnitten oder gestanzt werden kann. Anschließend erfolgt die Verpackung in einen wasserundurchlässigen Verbundpackstoff aus PE/Papier mit einer Aluminium-Sperrschicht.
Beispiel 2: Herstellung eines Hydrogels für die Naturkosmetik
Phase 1 wird auf 60°C erwärmt und danach zunächst das Gemisch von Phase 2 und Phase 4 dazugegeben, später das Gemisch von Phase 3 und Phase 5. Die weitere Verarbeitung verläuft wie in Beispiel .
Beispiel 3: Herstellung eines Hydrogels für die Naturkosmetik
Verarbeitung wie Beispiel 2.
Das erfindungsgemäße Hydrogel kann zur kosmetischen Behandlung der
menschlichen Haut, insbesondere der Gesichtshaut, verwendet werden. Da das Hydrogel leicht haftend ist, wird es - sofern es sich herstellungsbedingt auf einer Trägerfolie befindet, davon abgezogen und -auf die betreffende Partie der
menschlichen Haut aufgelegt, wobei ggf. ein leichter Druck angewandt werden muss.
Dabei kann das Hydrogel - entsprechend des jeweils darin befindlichen, mindestens einen kosmetischen Wirkstoffs - zur Kühlung, zur Hautberuhigung, zur
Faitenglättung, zur Stabilisierung des Wasserhaushalts das Haut verwendet werden.. Die Verwendung von Sclerotium Gum bewirkte eine signifikante Verbesserung der Stabilität des Hydrogels, insbesondere im Bereich der Schnittkanten, was auf eine Erhöhung der Kohäsion und damit auch der Schnittfestigkeit zurückzuführen ist.