DE60012935T2

DE60012935T2 - Metalloxiddispersion

Info

Publication number: DE60012935T2
Application number: DE2000612935
Authority: DE
Inventors: Margaret Lorna Northallerton KESSELL
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Croda International PLC
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: EP1198523B1; EP1198523A1; WO2000071623A1; ES2225145T3; US20020054999A1; GB9912002D0; ATE273353T1; AU5088000A; DE60012935D1; US6683130B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Dispersionen von Metalloxiden und insbesondere auf Dispersionen von Metalloxiden in einem Silicondispersionsmedium, wobei bestimmte Polyalkylenoxid/Siloxan-Copolymere als Dispergiermittel verwendet werden.
Metalloxide wie etwa Titanoxid, Zinkoxid und Eisenoxide sind als Dämpfer für ultraviolettes Licht in Anwendungen wie etwa Sonnenschutzmitteln, Kunststofffilmen und Harzen verwendet worden. Im Allgemeinen haben Metalloxide, die in diesen Anwendungen nützlich sind, eine durchschnittliche primäre Teilchengröße von weniger als 200 nm. Dispersionen solcher Metalloxide in bestimmten öligen Medien und in Wasser sind bekannt, und diese Dispersionen sind verwendet worden, um Produkte wie etwa Sonnencremes und -lotionen zu formulieren. Für die Zugänglichkeit des Metalloxids in der Form einer Dispersion, die anschließend mit anderen herkömmlichen Formulierungsinhaltsstoffen vermischt wird, um ein Produkt herzustellen, ist gezeigt worden, dass sie bei der Herstellung der Produkte vorteilhaft ist.
Die Verwendung von Ölen auf Siloxanbasis in Kosmetika ist gängig geworden, da sie eine verbesserte Hautgriffigkeit hervorrufen können. Daher sind Metalloxiddispersionen in Dispersionsmedien auf Siloxanbasis wünschenswert. Es ist schwierig gewesen, solchen Dispersionen herzustellen.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine stabile Dispersion eines Metalloxids in einem Siloxandispersionsmedium und ein Verfahren zur Herstellung von Sonnenschutzkosmetika basierend auf Siloxanflüssigkeiten bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Dispersion wenigstens 30 Gewichtsprozent Metalloxidteilchen mit einer durchschnittlichen primären Teilchengröße von weniger als 200 nm, die in einem flüssigen Siloxandispersionsmedium dispergiert sind, und ein Dispergiermittel, wobei die Metalloxidteilchen hydrophob sind und das Dispergiermittel ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer ist, das wenigstens 30 Gewichtsprozent des Polyalkylsiloxancopolymers umfasst.
Das Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer hat bevorzugt die nachstehende Formel (1)
in der Y¹ und Y² Oxyalkyleneinheiten, R¹ und R² Alkylgruppen, X¹ und X² Alkylengruppen, jedes R³ unabhängig H oder eine Alkylgruppe und p, q und r ganze Zahlen sind, die so ausgewählt sind, dass der Anteil der Polyalkylsiloxan (-R¹R²SiO-) Einheiten in dem Copolymer wenigstens 30 Gewichtsprozent beträgt.
Wie vorstehend erwähnt sind die in der Erfindung verwendeten Metalloxidteilchen hydrophob. Die Metalloxidteilchen können hydrophob gemacht werden, indem zum Beispiel ein hydrophober Überzug auf die Oberfläche der Metalloxidteilchen (Kernteilchen) aufgebracht wird. Der hydrophobe Überzug kann vor der Bildung der Dispersion oder alternativ in situ, das heißt während der Bildung der Dispersion, aufgebracht werden. Wie nachstehend beschrieben tragen die Teilchen zusätzlich bevorzugt einen anorganischen Überzug. Daher bedeutet der hier verwendete Begriff „Metalloxidteilchen" die vollständigen Teilchen, das heißt die Kernteilchen zuzüglich irgendeines Überzugs, der aufgebracht worden ist.
Das in der Erfindung verwendete Metalloxid umfasst bevorzugt ein Titanoxid, Zinkoxid oder Eisenoxid, und am meisten bevorzugt ist das Metalloxid Titandioxid, entweder in der Rutil- oder der Anatas-Kristallform.
Die durchschnittliche primäre Teilchengröße der Metalloxidteilchen ist kleiner als 200 nm, und wenn die Teilchen im Wesentlichen kugelförmig sind, bezeichnet diese Größe den Durchmesser. Allerdings umfasst die Erfindung auch Metalloxidteilchen, die nicht kugelförmig sind, und in solchen Fällen bezieht sich die durchschnittliche primäre Teilchengröße auf die größte Dimension. Die durchschnittliche Teilchengröße, die die in der Erfindung verwendeten Metalloxide kennzeichnet, ist die durchschnittliche Größe der primären Teilchen, wobei diese durchschnittliche Größe typischerweise durch Elektronenmikroskopie bestimmt wird. Die Größe bezieht sich daher auf Metalloxidteilchen, die nicht aggregiert sind. Oftmals bestehen die primären Teilchen aus Einkristallen, aber sie können zudem einige miteinander verschmolzene Kristalle umfassen.
Bevorzugt beträgt die durchschnittliche primäre Teilchengröße der Teilchen von 5 bis 150 nm, und mehr bevorzugt von 10 bis 100 nm, wenn sie im Wesentlichen kugelförmig sind. Für Titandioxidteilchen mit einer nadelförmigen Gestalt beträgt die durchschnittliche größte Dimension der primären Teilchen bevorzugt weniger als 150 nm und mehr bevorzugt von 20 bis 100 nm.
Wenn das Metalloxid Titandioxid ist, haben die Teilchen bevorzugt eine nadelförmige Gestalt und ein Verhältnis der größten Dimension zur kürzesten Dimension von 10:1 bis 2:1.
Wenn das Metalloxid Zinkoxid ist, haben die Teilchen bevorzugt eine durchschnittliche primäre Teilchengröße von 30 bis 100 nm, und sehr nützliche Produkte haben eine durchschnittliche Teilchengröße von 30 bis 70 nm.
Die Metalloxidteilchen können im Wesentlichen reines Metalloxid umfassen, tragen aber bevorzugt zudem einen anorganischen Überzug. Zum Beispiel können Teilchen aus Titandioxid mit Oxiden anderer Elemente wie etwa Oxiden von Aluminium, Zirkonium oder Silicium überzogen sein, und eine Form eines nadelförmigen Titandioxids, das mit Aluminiumoxid und Siliciumoxid überzogen ist und in dem Verfahren dieser Erfindung besonders nützlich ist, ist in dem britischen Patent GB 2 205 088 offenbart. Alternativ ist für teilchenförmige Metalloxide, die Aluminiumoxid als einzigen anorganischen Oxidüberzug tragen, gefunden worden, dass sie in dieser Erfindung ebenfalls nützlich sind. Die bevorzugte Menge an anorganischem Überzug liegt im Bereich von 4 bis 20 Gewichtsprozent, berechnet als anorganisches Oxid hinsichtlich des Gewichts der Kernteilchen aus Metalloxid. Mehr bevorzugt liegt die Menge des anorganischen Überzugs im Bereich von 5 bis 15 Gewichtsprozent, berechnet als anorganisches Oxid hinsichtlich des Gewichts der Kernteilchen aus Metalloxid. Geeignete anorganische Überzüge können unter Verwendung irgendeiner zweckmäßigen Methode aufgebracht werden, und ein Fachmann wird leicht in der Lage sein, solch eine Methode anzuwenden. Ein typisches Verfahren umfasst das Bilden einer wässrigen Dispersion der Kernteilchen aus Metalloxid in der Gegenwart eines löslichen Salzes des anorganischen Elements, dessen Oxid den Überzug bilden wird. Diese Dispersion ist in Abhängigkeit von der Natur des ausgewählten Salzes üblicherweise sauer oder basisch, und eine Ausfällung des anorganischen Oxids wird erzielt, indem der pH der Dispersion durch zweckmäßige Zugabe von Säure oder Alkali eingestellt wird.
Die zur Herstellung der Dispersionen der Erfindung verwendeten Metalloxidteilchen sind hydrophob. Im Allgemeinen sind die Teilchen mit einem wasserabweisenden Material behandelt worden, um sie hydrophob zu machen. Geeignete wasserabweisende Materialien schließen Fettsäuren, bevorzugt Fettsäuren, die 10 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, wie etwa Laurinsäure, Stearinsäure und Isostearinsäure, Salze der vorstehenden Fettsäuren wie etwa Natriumsalze und Aluminiumsalze, Fettalkohole wie etwa Stearylalkohol und Silicone wie etwa Polydimethylsiloxan und substituierte Polydimethylsiloxane und reaktive Silicone wie etwa Methylhydrosiloxanpolymere und -copolymere ein.
Die hydrophobe Behandlung kann unter Verwendung irgendeines herkömmlichen Verfahrens durchgeführt werden. Typischerweise werden die Kernteilchen aus Metalloxid (nicht überzogen oder mit einem anorganischen Überzug) in Wasser dispergiert und auf eine Temperatur im Bereich von 50°C bis 80°C erhitzt. Eine Fettsäure wird dann auf den Metalloxidteilchen abgeschieden, indem ein Salz der Fettsäure (zum Beispiel Natriumstearat) gefolgt von einer Säure zu der Dispersion zugegeben werden. Alternativ können die Kernteilchen aus Metalloxid oder die anorganisch überzogenen Kernteilchen mit einer Lösung aus dem wasserabweisenden Material in einem organischen Lösungsmittel vermischt werden, gefolgt von einer Verdampfung des Lösungsmittels. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das wasserabweisende Material direkt zu der Dispersion der vorliegenden Erfindung während ihrer Herstellung zugegeben werden, so dass der hydrophobe Überzug in situ gebildet wird.
Im Allgemeinen werden die Teilchen zweckmäßig mit bis zu 20 Gewichtsprozent des wasserabweisenden Materials behandelt, berechnet hinsichtlich der überzogenen oder nicht überzogenen Kernteilchen, und bevorzugt mit 6 bis 16 Gewichtsprozent des wasserabweisenden Materials, berechnet hinsichtlich der überzogenen oder nicht überzogenen Kernteilchen.
Die Dispersion enthält bevorzugt wenigstens 40, mehr bevorzugt wenigstens 45 und speziell wenigstens 50 Gewichtsprozent der Kernteilchen aus Metalloxid.
Das in der Dispersion der Erfindung verwendete Metalloxid ist in einem flüssigen Siloxandispersionsmedium dispergiert. Jede geeignete Siloxanflüssigkeit kann verwendet werden, wobei es eine grundsätzliche Voraussetzung ist, dass sie kosmetisch akzeptabel ist. Eine bevorzugte Art der Siloxanflüssigkeit ist ein cyclisches oligomeres Dialkylsiloxan wie etwa das cyclische Pentamer von Dimethylsiloxan, das als Cyclomethicon bekannt ist. Alternative Flüssigkeiten schließen lineare Dimethylsiloxanoligomere oder -polymere mit einer geeigneten Fluidität und Phenyltris(trimethylsiloxy)silan (auch als Phenyltrimethicon bekannt) ein.
In der Dispersion wird ein Dispergiermittel verwendet, das ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Copolymer ist, in dem der Anteil der Polyalkylsiloxaneinheiten größer als 30 Gewichtsprozent ist. Bevorzugt ist der Anteil der Polyalkylsiloxaneinheiten größer als 40, mehr bevorzugt größer als 50 und speziell größer als 55 Gewichtsprozent. Üblicherweise ist der Anteil der Polyalkylsiloxaneinheiten nicht größer als 80 Gewichtsprozent.
In der Formel (1) sind R¹ und R² Alkylgruppen, die gleich oder verschieden sein können. Bevorzugt enthält jedes von R¹ und R² 1 bis 6 Kohlenstoffatome, und in speziell bevorzugten Dispergiermitteln sind R¹ und R² beide Methylgruppen. Y¹ und Y² sind Oxyalkylengruppen, die bevorzugt bis zu 6 Kohlenstoffatome enthalten. Mehr bevorzugt sind die Oxyalkylengruppen Oxyethylen- oder Oxypropylengruppen. Die Einheit, die durch entweder eines oder beide von (Y¹)_p und (Y²)_r dargestellt wird, kann eine polymere Kette umfassen, die sich aus einer Mischung von Alkylenoxiden wie etwa einer Mischung aus Ethylenoxid und Propylenoxid ableitet, wobei (Y¹)_p und/oder (Y²)_r Oxyethylen/Oxypropylen-Copolymereinheiten darstellen. Die Gruppen X¹ und X² sind Alkylengruppe mit der allgemeinen Formel -(CH₂)_n-, in der n bevorzugt 1 bis 6 und typischerweise 3 ist. R³ ist H oder eine Alkylgruppe, die bevorzugt bis zu 6 Kohlenstoffatome aufweist.
Die vorliegende Menge des Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Copolymers liegt bevorzugt im Bereich von 15 bis 40 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht der Metalloxidteilchen. Mehr bevorzugt liegt die Menge im Bereich von 20 bis 30 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht der Metalloxidteilchen.
Die Dispersion kann des Weiteren herkömmliche Zusatzstoffe enthalten, die zur Verwendung in der beabsichtigten Anwendung der Dispersion geeignet sind, wie etwa herkömmliche kosmetische Inhaltsstoffe, die in Sonnenschutzmitteln verwendet werden. Für eine maximale Flexibilität der Verwendung besteht die Dispersion bevorzugt wesentlich aus den angegebenen Inhaltsstoffen (hydrophobe Metalloxidteilchen, flüssiges Siloxandispersionsmedium und Dispergiermittel aus Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Copolymer).
Die Dispersionen der Erfindung sind insbesondere nützlich zur Herstellung von Sonnenschutzprodukten und anderen Zusammensetzungen, die ultraviolettes Licht dämpfen sollen. Für solche Anwendungen ist es wünschenswert, dass die Dispersion ultraviolettes Licht stark dämpft, für sichtbares Licht aber im Wesentlichen transparent ist. In bevorzugten Dispersionen haben die Metalloxidteilchen einen maximalen Extinktionskoeffizienten für Licht im ultravioletten Wellenlängenbereich von wenigstens 40 Liter pro Gramm pro cm. Mehr bevorzugt haben die Metalloxidteilchen in der Dispersion einen maximalen Extinktionskoeffizienten im ultravioletten Bereich von wenigstens 50 Liter pro Gramm pro cm. Üblicherweise werden die Metalloxidteilchen in einer Dispersion, die für sichtbares Licht im Wesentlichen transparent ist, einen Extinktionskoeffizienten für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich von nicht größer als 10 Liter pro Gramm pro cm aufweisen. Bevorzugt haben die Metalloxidteilchen in der Dispersion einen Extinktionskoeffizienten für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich von nicht größer als 5 Liter pro Gramm pro cm.
Einen weiteren Aspekt der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von Metalloxiden, das ein Mahlen von Metalloxidteilchen in einem flüssigen Siloxandispersionsmedium und in der Gegenwart eines Dispergiermittels, das ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockopolymer ist, das wenigstens 30 Gewichtsprozent des Polyalkylsiloxancopolymers umfasst, mit einem teilchenförmigen Mahlmedium, wobei die Metalloxidteilchen hydrophob sind und in solch einer Menge vorliegen, dass der Anteil der Metalloxidteilchen in der Dispersion wenigstens 30 Gewichtsprozent beträgt, und ein Fortsetzen des Mahlens, bis die hergestellten primären Metalloxidteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 200 nm haben, umfasst.
Eine geeignete Mühle, die verwendet wird, um das Metalloxidprodukt in dem Dispersionsmedium zu mahlen, ist eine, die ein teilchenförmiges Mahlmedium verwendet, um das Produkt zu mahlen. Typisch für solche Mühlen sind Kugelmühlen, die mit einer oder mehreren Rühreinrichtungen ausgestattet sind und Sand, Glaskugeln oder keramische Kugeln oder andere Teilchen als das teilchenförmige Mahlmedium verwenden. Speziell nützlich sind jene Mühlen, die bei einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden, und im Allgemeinen ist in Abhängigkeit von der Größe der Mühle eine Geschwindigkeit im Bereich von 500 bis 5000 Umdrehungen pro Minute (U/min) geeignet. Bevorzugt werden Mühlen verwendet, die bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 800 U/min bis 3000 U/min betrieben werden. Rührmühlen, bei denen die Spitzengeschwindigkeit der Rühreinrichtung bis zu 10 Metern pro Sekunde und darüber hinaus beträgt, können verwendet werden. Falls gewünscht, kann die Mühle gekühlt werden. Im Allgemeinen werden die Dispersionen vor dem Mahlen unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsrührers vorgemischt, aber in einem alternativen Verfahren wird das Dispersionsmedium anfänglich zur Mühle zugegeben, und dann werden das Metalloxid und das Dispergiermittel anschließend zusammen zugegeben. Nachdem für eine benötigte Zeit gemahlen worden ist, wird die Dispersion von dem Mahlmedium abgetrennt, indem durch einen schmalen Spalt gesiebt wird.
Im Allgemeinen kann dieses Verfahren verwendet werden, um Dispersionen herzustellen, die die Eigenschaften der hier vorstehend erwähnten Dispersionen der Erfindung haben. Insbesondere können unter Verwendung des Verfahrens Dispersionen hergestellt werden, die ultraviolettes Licht stark dämpfen, aber für sichtbares Licht im Wesentlichen transparent sind. Oftmals ist es möglich, das Lichtdämpfungsprofil durch Einstellen der Bedingungen (zum Beispiel der Zeitdauer, des Anteils des Mahlmediums, der Konzentration des Dispergiermittels oder des Metalloxids), unter denen gemahlen wird, einzustellen.
Die Dispersionen der Erfindung sind nützlich als Inhaltsstoffe zur Herstellung von Sonnenschutzzusammensetzungen, insbesondere in der Form von Emulsionen. Infolgedessen umfasst eine weitere Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Emulsion mit den Schritten

(a) Herstellen einer Dispersion von Metalloxidteilchen, die wesentlich aus wenigstens 30 Gewichtsprozent hydrophober Metalloxidteilchen mit einer primären Teilchengröße von weniger als 200 nm, einem flüssigen Siloxandispersionsmedium und einem Dispergiermittel, das ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Copolymer umfasst, das wenigstens 30 Gewichtsprozent des Polyalkylsiloxancopolymers umfasst, besteht,
(b) anschließendes Vermischen der Dispersion mit wenigstens einem kosmetisch akzeptablen hydrophoben Material, um eine Ölphase zu bilden, und
(c) anschließendes Vermischen der Ölphase mit einer wässrigen Phase in der Gegenwart wenigstens eines Emulgators, um eine Emulsion herzustellen.

Die gebildete Emulsion kann eine Öl-in-Wasser-Emulsion oder eine Wasser-in-Öl-Emulsion sein, und ein Fachmann ist leicht dazu in der Lage, die Form der Emulsion durch Auswählen zweckmäßiger Bedingungen für die Herstellung wie etwa der relativen Mengen an Ölphase und Wasserphase und der Menge und chemischen Zusammensetzung des/der Emulgators/Emulgatoren auszuwählen.
Ein Fachmann ist zudem in der Lage, die Mengen der Inhaltstoffe einzustellen, um eine gewünschte Wirkung der Produktemulsion zu erzielen. Wenn das Produkt als ein Sonnenschutzmittel verwendet wird, liegt die Menge an Metalloxid, die in der endgültigen Emulsion vorliegt, typischerweise im Bereich 0,5 bis 30 Gewichtsprozent der Emulsion und bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 20 Gewichtsprozent der Emulsion. Besonders akzeptable Emulsionen haben eine Ölphase, die von 10 bis 60 Gewichtsprozent der Emulsion umfasst, eine Wasserphase, die von 40 bis 90 Gewichtsprozent der Emulsion umfasst, und einen Emulgatorgehalt im Bereich von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent der Emulsion.
An geeignetes alternatives Verfahren zur Herstellung eines Sonnenschutzmittels umfasst das Herstellen einer Emulsion unter Verwendung einer zweckmäßigen Methode, ohne das ein Metalloxid vorliegt, und ein anschließendes Zugeben einer Dispersion von Metalloxidteilchen gemäß der Erfindung zu der Emulsion.
In einem typischen Verfahren zur Herstellung einer Emulsion werden hydrophile Inhaltsstoffe der Emulsion vermischt, um eine wässrige Phase zu bilden, und diese Phase und die Ölphase werden getrennt auf wenigstens 40°C, bevorzugt auf wenigstens 60°C und mehr bevorzugt auf wenigstens 70°C erhitzt. Diese zwei Phasen werden dann unter heftigem Rühren in der Gegenwart des Emulgator oder der Emulgatoren vermischt. Wenn alle Komponenten bei Raumtemperatur flüssig, löslich oder in einer der Phasen dispergiert sind, ist es möglich, die Phasen bei Raumtemperatur zu vermischen, ohne die Phasen zu erhitzen. Eine Mischeinrichtung, die zur Herstellung von kosmetischen Cremes, Lotionen etc. Verwendung gefunden hat, ist zur Herstellung der Emulsionen geeignet. Mischer mit hoher Scherkraft/Homogenisierer sind speziell geeignet, aber Blatt- oder Propellerrührer können ebenfalls verwendet werden. Im Allgemeinen wird eine Wasser-in-Öl-Emulsion durch Zugabe der Wasserphase zu der Ölphase hergestellt, und eine Öl-in-Wasser-Emulsion wird Zugabe der Ölphase zu der Wasserphase hergestellt.
Die unter Verwendung des vorstehend erwähnten Verfahrens gebildeten Emulsionen können ein Produkt umfassen, das zur Verwendung als ein Sonnenschutzmittel ohne weitere Komponenten geeignet ist. Allerdings können andere Komponenten wie etwa Farbpigmente, Weichmacher, Benetzungsmittel, Vitamine, Feuchthaltemittel und Konservierungsstoffe wie benötigt zugegeben sein. Diese Komponenten können in einer der Phasen während der Herstellung der Emulsion eingeschlossen sein oder können, wo es zweckmäßig ist, zugegeben werden, nachdem die Emulsion gebildet worden ist.
Die Metalloxidteilchen können die einzigen Dämpfer für ultraviolettes Licht in einer gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Emulsion bilden, aber andere Sonnenschutzmittel können ebenfalls zugegeben sein.
Die Erfindung wird durch das folgende, nicht beschränkende Beispiel veranschaulicht.
BEISPIEL
Cyclomethicon (47,5 kg), ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Copolymer (A-B-A-Typ – 60% Polyalkylsiloxan, 40% Polyalkylenoxid (erhalten aus einer Mischung aus Ethylenoxid und Propylenoxid)) (11,5 kg) und 41,0 kg feine Titandioxidteilchen mit einer durchschnittlichen primären Teilchengröße von ungefähr 80 nm (bestehend aus Titandioxid, das mit ungefähr 6% Aluminiumoxid und ungefähr 7% Aluminiumstearat überzogen ist) wurden in ein mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer ausgestattetes 120 Liter Gefäß gegeben und für 30 Minuten vorgemischt. Die Mischung wurde dann durch eine horizontale Kugelmühle geführt, die bei ungefähr 1500 U/min betrieben wurde und Zirkoniumoxidkugeln als Mahlmedien enthielt. Die Mischung wurde durch die Mühle geführt und wurde dann zu dem Vormischungsgefäß zurückgeführt und weitere drei Mal durch die Mühle geführt. Die optischen Eigenschaften der resultierenden Dispersion (bestimmt durch UV-Spektrometrie nach Verdünnung um einen Faktor von 2000 unter Verwendung von n-Octanol) sind in nachstehender Tabelle 1 angegeben, wobei λ_max die Wellenlänge in nm ist, bei der die maximale Dämpfung beobachtet wurde, und E_max, E₃₀₈, E₃₆₀ und E₅₂₄ die beobachteten Extinktionskoeffizienten in 1/g/cm bei λ_max, 308 nm, 360 nm beziehungsweise 524 nm sind.
TABELLE 1

Diese Dispersion wurde verwendet, um eine Sonnenschutzformulierung mit der folgenden Zusammensetzung herzustellen.

INCI Name	Gewichtsprozent
Phase A
Cyclomethicon und Trimethylsiloxysilicat (Dow Corning 749 Flüssigkeit)	7,5
Dimethicon (Dow Corning 200 Flüssigkeit)	7,5
Cyclomethicon und Dimethiconcopolyol (Dow Corning 3225c Formulierungshilfsmittel)	10,0
vorstehend hergestellte Titandioxiddispersion	15,0
Phase B
Glycerin	4,0
Natriumchlorid	1,0
gereinigtes Wasser/Aqua	54,4
Konservierungsstoff	0,5

Die Inhaltsstoffe der Phase A wurden durch Rühren mit einem Silverson-Rührer für 2 Minuten vermischt und homogenisiert.
Die Inhaltsstoffe der Phase B wurden vermischt und langsam unter intensivem Mischen zu der Phase A zugegeben, gefolgt von Rühren mit einem Silverson-Mischer für 2 Minuten.
Schließlich wurde die Mischung intensiv für 30 Minuten gerührt.
Der Sonnenschutzfaktor des Produkts wurde unter Verwendung des in vitro-Verfahrens von Diffey und Robson, J. Soc. Cosmet. Chem. Vol. 40, S. 127–133, 1989 bestimmt und es wurde ein Wert von 20 erhalten.

Claims

Dispersion, die wenigstens 30 Gewichtsprozent Metalloxidteilchen mit einer durchschnittlichen primären Teilchengröße von weniger als 200 nm, die in einem flüssigen Siloxandispersionsmedium dispergiert sind, und ein Dispergiermittel umfasst, wobei die Metalloxidteilchen hydrophob sind und das Dispergiermittel ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer ist, das wenigstens 30 Gewichtsprozent des Polyalkylsiloxancopolymers umfasst.
Dispersion nach Anspruch 1, wobei das Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer die Formel (1) hat
in der Y¹ und Y² Oxyalkyleneinheiten sind, R¹ und R² Alkylgruppen sind, X¹ und X² Alkylengruppen sind, jedes R³ unabhängig H oder eine Alkylgruppe ist und p, q und r ganze Zahlen sind, die so ausgewählt sind, dass der Anteil des Polyalkylsiloxans (-R¹R²SiO-) in dem Copolymer wenigstens 30 Gewichtsprozent beträgt.
Dispersion nach Anspruch 1, wobei das Metalloxid ein Titan-, Zink- oder Eisenoxid ist.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metalloxidteilchen Titandioxid sind, das eine nadelförmige Gestalt mit einer durchschnittlichen größten Dimension von weniger als 150 nm hat, wobei ein Verhältnis der größten Dimension zu der kürzesten Dimension im Bereich von 10:1 bis 2:1 liegt.
Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Metalloxidteilchen Zinkoxid mit einer durchschnittlichen primären Teilchengröße im Bereich von 30 bis 100 nm sind.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metalloxidteilchen einen anorganischen Überzug tragen.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metalloxidteilchen mit einem Wasser abstoßenden Material behandelt wurden, das aus Fettsäuren, Salzen von Fettsäuren, Fettalkoholen, Siliconen und reaktiven Siliconen ausgewählt ist, um sie hydrophob zu machen.
Dispersion nach Anspruch 7, wobei die Menge des vorliegenden wasserabstoßenden Materials bis zu 20 Gewichtsprozent beträgt, berechnet bezogen auf das Gewicht von nicht überzogenen oder anorganisch-überzogenen Metalloxidteilchen.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metalloxidteilchen in einer Menge von wenigstens 40 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion vorliegen.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das flüssige Siloxandispersionsmedium ein cyclisches oligomeres Dialkylsiloxan, ein lineares Dimethylsiloxanoligomer oder -polymer oder Phenyltris(trimethylsiloxy)silan ist.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer mehr als 40 Gewichtsprozent Polyalkylsiloxan enthält.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch (Y¹)_p und (Y²)_r in Formel (1) dargestellten Einheiten Oxyethylen/Oxypropylen-Copolymereinheiten sind.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die durch X¹ und X² dargestellten Einheiten beide (CH₂)₃ sind.
Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Menge des vorliegenden Dispergiermittels im Bereich von 15 bis 40 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Metalloxidteilchen liegt.
Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von Metalloxiden, umfassend ein Mahlen von Metalloxidteilchen in einem flüssigen Siloxandispersionsmedium und in der Gegenwart eines Dispergiermittels, das ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer ist, das wenigstens 30 Gewichtsprozent des Polyalkylsiloxancopolymers umfasst, mit einem teilchenförmigen Mahlmedium, wobei die Metalloxidteilchen hydrophob sind und in solch einer Menge vorliegen, dass der Anteil der Metalloxidteilchen in der Dispersion wenigstens 30 Gewichtsprozent beträgt, und Fortsetzen des Mahlens, bis die hergestellten primären Metalloxidteilchen eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 200 nm haben.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer die Formel (1) hat
in der Y¹ und Y² Oxyalkyleneinheiten sind, R¹ und R² Alkylgruppen sind, X¹ und X² Alkylengruppen sind, jedes R³ unabhängig H oder eine Alkylgruppe ist und p, q und r ganze Zahlen sind, die so ausgewählt sind, dass die Anzahl des Polyalkylsiloxans (-R¹R²SiO-) in dem Copolymer wenigstens 30 Gewichtsprozent beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Emulsion umfassen die Schritte: (a) Herstellen einer Dispersion von Metalloxidteilchen, die wesentlich aus wenigstens 30 Gewichtsprozent hydrophober Metalloxidteilchen mit einer primären Teilchengröße von weniger 200 nm, einem flüssigen Siloxandispersionsmedium und einem Dispergiermittel, das ein Polyalkylenoxid/Polyalkylsiloxan-Blockcopolymer ist, das wenigstens 30 Gewichtsprozent des Polyalkylsiloxancopolymers umfasst, besteht, (b) anschließendes Vermischen der Dispersion mit wenigstens einem kosmetisch akzeptablen hydrophoben Material, um eine Ölphase zu bilden, und (c) anschließendes Vermischen der Ölphase mit einer wässrigen Phase in der Gegenwart wenigstens eines Emulgators, um eine Emulsion herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 17, in der die Emulsion von 0,5 bis 30 Gewichtsprozent der Metalloxidteilchen, von 10 bis 60 Gewichtsprozent Ölphase, von 40 bis 90 Gewichtsprozent wässrige Phase und von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent Emulgator enthält.