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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft flüssige Dispersionspolymerzusammensetzungen,
welche eine dispergierte Polymerphase, eine kontinuierliche Trägerphase
und ein Tensid umfassen, deren Herstellung und die Verwendung dieser
flüssigen
Dispersionspolymerzusammensetzungen zur Herstellung von mikropartikulären Verdickungssystemen,
welche wässrige
oder wässrige/organische
Zusammensetzungen verdicken. Insbesondere betrifft sie flüssige Dispersionspolymerzusammensetzungen,
welche Mikroteilchen/Mikropartikel eines hydrophilen, wasserlöslichen
oder -quellbaren Polymers, vorzugsweise eines Acrylsäure-basierten
Polymers, das in einer Di- oder Triglyceridöl-Trägerphase und einem Öl-in-Wasser-Tensid dispergiert
ist, umfassen, deren Herstellung und die Verwendung dieser flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzungen
zur Herstellung von mikropartikulären Verdickungssystemen zur
Verdickung von wässrigen
oder wässrigen/organischen Zusammensetzungen,
vorzugsweise zur Verwendung in Körperpflege- und pharmazeutischen
Zubereitungen.
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Verdicker
werden intensiv in Körperpflegezubereitungen,
wie kosmetischen und pharmazeutischen Zubereitungen, zur Beeinflussung
der ästhetischen
Eigenschaften, der Produktanwendung/-auftragung sowie der Suspendierung
und Abgabe der wirksamen Ausgangsmaterialien verwendet. Polymere
Verdicker wurden zu diesem Zweck seit vielen Jahren verwendet. Die
Typen polymerer Verdicker, welche verwendet wurden, reichen von
natürlichen
Gummis, wie Guar, über
modifizierte natürliche
Materialien, wie Hydroxyethylcellulose, bis zu synthetischen Verdickern,
wie den Carbomeren® auf der Basis von Polyacrylsäure.
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Die
US 5,679,328 offenbart eine
wässrige
Verdickungsmischung, welche auf Guargummi oder auf nichtionischem
Cellulosekautschuk und auf einem Acrylsäure-vernetzten Polymer basiert,
sowie kosmetisch oder dermatologische Haar- oder Hautbehandlungszusammensetzungen,
welche solch eine Mischung enthalten.
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Die
US 5,368,850 offenbart eine
wässrige
kosmetische oder dermatologische Dispersion zur Behandlung des Haars
oder der Haut, welche einen Zuckerfettsäureester oder einen Alkylzuckerfettsäureester
und ein Acrylamid-Copolymer enthält.
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Die
US 4,075,141 offenbart eine
Beschichtungszusammensetzung, welche durch Zugabe unlöslicher vernetzter
polymerer Mikroteilchen zu Lösungen
oder Dispersionen von Carbonsäureamid-Copolymeren
hergestellt wird.
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Die
Salcare®-Klasse
von flüssigen
Dispersionspolymeren, erhältlich
von der Ciba Specialty Chemicals, High Point, NC, ist eine Klasse
von mikropartikulären
Acrylsäure-basierten
polymeren Verdickern in einem hydrophoben Trägermedium. Salcare® SC91
ist ein anionisches Verdickungsmittel auf der Basis eines Natriumacrylatpolymers
und eines Mineralölträgers mit
PPG-1-Trideceth-6 als Aktivator-Tensid. Salcare® SC92
ist ein kationischer Copolymerverdicker und Konditionierer, welcher
Polyquaternium-32 und Mineralöl
umfasst. Salcare® SC95 und Salcare® SC96
sind kationische Homopolymer-Verdicker und Konditionierer. Salcare® SC95 umfasst
Polyquaternium-37 in Mineralöl
mit PPG-1-Trideceth-6. Salcare® SC96 umfasst Polyquaternium-37
in Propylenglykoldicaprylatdicaprat mit PPG-1-Trideceth-6.
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Die
winzigen kugelförmigen
Mikroteilchen der obengenannten hydrophilen Acrylsäurepolymere,
egal ob anionisch oder kationisch in der Ladung, besitzen eine typische
Teilchengröße in dem
Bereich von 0,1 bis 2 μm
mit einer mittleren Teilchengröße in dem
Bereich von 0,5 bis 1,0 μm.
Die Polymermikroteilchen werden vorzugsweise durch Verfahren hergestellt,
in denen wasserlösliche
Vinyladditionsmonomere unter Verwendung einer Wasser-in-Öl-Polymerisationsroute
polymerisiert werden.
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Durch
Einrühren
irgendeines der obengenannten flüssigen
Dispersionspolymere in ein wässriges
System wandelt das Aktivator-Tensid den hydrophoben Träger in eine Öl-in-Wasser-Emulsion
um. Unter dem Begriff "Aktivator-Tensid" wird ein Tensid
verstanden, welches die Umwandlung des hydrophoben Trägers in
eine Öl-in-Wasser-Emulsion
aktiviert. Zur selben Zeit dehnt sich das hydrophile Polymer beim
Aussetzen gegenüber
Wasser aus, löst
sich aber nicht auf, was in einem gleichmäßigen und schnellen Viskositätsanstieg
resultiert. Typischerweise quellen die Polymerteilchen unter Erhalt
eines mikropartikulären
Verdickungssystems, welches Polymerteilchen mit einer typischen
Teilchengröße in dem
Bereich von 2,5 bis 5 μm
im Durchmesser umfasst. Da die Wassermoleküle in die kleinen Polymerteilchen
durch Osmose eintreten, stellt der Osmose-Effekt, den das Polymerteilchen
erfährt,
ein Gleichgewicht zwischen in dem System anwesendem Wasser und jeglichem
Elektrolyt dar. Folglich vermindern hohe Elektrolytanteile das Quellen
der Polymerteilchen.
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Die
mikropartikulären
Verdickungssysteme besitzen ein pseudoplastisches rheologisches
Profil, welches eine gute Stabilität und Suspensionseigenschaften
bei niedrigen Scherraten (wie jenen, die das Produkt beim Stehenlassen
erfährt)
ergibt, sowie niedrige sichtbare Viskositäten bei hohen Scherraten, was
ausgezeichneten Einreibeeigenschaften entspricht.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist die kontinuierliche organische Trägerphase für die obengenannten Salcare®-Flüssigdispersionspolymere
entweder Mineralöl
oder ein synthetischer Glykolester, Propylenglykoldicaprylatdicaprat.
Mineralöl
ist da für
bekannt, dass es der Haut gute Barriere-/Grenzeigenschaften verleiht.
Es wurde jetzt jedoch herausgefunden, dass flüssige Dispersionspolymerzusammensetzungen,
welche Mikroteilchen eines hydrophilen wasserlöslichen oder -quellbaren Polymers
als dispergierte Polymerphase, ein Di- oder Triglyceridöl als kontinuierliche
organische Trägerphase
und ein Öl-in-Wasser-Tensid
umfassen, dem Endverbraucher der Körperpflegeprodukte eine Vielzahl
von Vorteilen anbietet. Wie die bekannten Salcare®-Flüssigdispersionspolymere
stellen die erfindungsgemäßen flüssigen Dispersionspolymere
mikropartikuläre
Verdickungssysteme zur Verfügung,
welche ein wirksames Verdicken von wässrigen oder wässrigen/organischen
Körperpflegezubereitungen
in Konzentrationen von 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, vorzugsweise von
1 Gew.-% bis 6 Gew.-% ergeben. Zusätzlich kombinieren sie jedoch
den Verdickungseffekt des flüssigen
Dispersionspolymers mit den Vorteilen eines kosmetisch annehmbaren
Di- oder Triglycerid-Trägeröls. Folglich
vermitteln die resultierenden mikropartikulären Öl-in-Wasser-Verdickungsemulsionen
den Hautpflegezubereitungen ausgezeichnete Feuchthalteeigenschaften
und hervorragende Erweichungseigenschaften, was zu einer weichen
Haut mit guter Elastizität
führt.
Da der Aktivator außerhalb
des gequollenen Teilchens verbleibt, können zusätzlich andere synthetische
oder natürliche Öle, einschließlich Silicone,
leicht ohne den Bedarf der Berechnung des HLB, eines Erwärmens, der
Neutralisation oder der Verwendung von zusätzlichen Emulgatoren emulgiert
werden. Dieses bedeutet, dass der Verdicker zur Herstellung von
Körperpflegeemulsionen
durch ein äußerst simples
Raumtemperaturherstellungsverfahren in einer kürzeren Herstellungszeit verwendet
werden kann, und eine Vielzahl von Bestandteilen, welche zwei Phasen
einschließen
können,
können
vor der Zugabe des Verdickers in einem Gefäß gemischt werden. Zusätzlich können durch
Auswahl eines geeigneten kationischen oder anionischen Polymers
verdickte Zusammensetzungen, welche mit einer Vielzahl von kationischen oder
anionischen Co-Bestandteilen kompatibel sind, erhalten werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In
einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine flüssige Dispersionspolymerzusammensetzung zur
Verfügung,
welche ein hydrophiles wasserlösliches
oder -quellbares Acrylsäure-basiertes
Polymer als dispergierte Polymerphase, ein Di- oder Triglyceridöl als kontinuierliche
organische Trägerphase
und ein Öl-in-Wasser-Tensid umfasst,
worin das Polymer durch reverse Phasenemulsionspolymerisation in
der Form von Mikroteilchen mit einer mittleren Teilchengröße in dem
Bereich von 0,1 bis 2 μm
erhältlich
ist.
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Typischerweise
umfasst die flüssige
Dispersionspolymerzusammensetzung
- a) 35 Gew.-%
bis 65 Gew.-% des Polymers,
- b) 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% eines Di- oder Triglyceridöls und
- c) 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% eines Tensids oder einer Tensidmischung,
jeweils basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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Vorteilhafterweise
ist das hydrophile Polymer a) wasserquellbar, d. h. es ist zum Quellen,
allerdings nicht zum Lösen
in Wasser ausreichend vernetzt. Ebenso ist es vorzugsweise anionisch
oder kationisch.
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Das
Di- oder Triglyceridöl
b) kann natürlichen
oder synthetischen Ursprungs sein. Vorzugsweise ist es tierischen
oder pflanzlichen Ursprungs. Am meisten bevorzugt ist das Öl ein natürlich auftretendes
Triglycerid-Pflanzenöl.
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Sojaöl ist besonders
bevorzugt.
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Das
Tensid oder die Tensidmischung c) ist vorteilhafterweise eine Mischung
von Tensiden. Vorzugsweise umfasst die Mischung sowohl Tenside,
welche in der Herstellung von Mikroteilchen des quellbaren Polymers
a) geeignet sind, und mindestens ein Tensid, welches als Aktivator
für die
anschließende
mikropartikuläre Öl-in-Wasser-Verdickungsemulsionen
dient. Dieses Aktivatortensid für
die Öl-in-Wasser-Verdickungsemulsionen
umfasst 0,5 Gew.-% bis 8 Gew.-% der Zusammensetzung, vorzugsweise
1 Gew.-% bis 3 Gew.-% der Zusammensetzung. Es wurde herausgefunden,
dass, wenn die flüssige
Dispersionspolymerzusammensetzung ein Di- oder Triglyceridöl als kontinuierliche
Phase enthält,
wesentlich weniger Aktivatortensid benötigt wird als mit dem weniger
polaren Mineralöl.
Vorzugsweise ist das Aktivatortensid ein nichtionischer Öl-in-Wasser-Emulgator
mit einem HLB im Allgemeinen oberhalb von 10. Geeignete Emulgatoren
diesen Typs sind dem Fachmann bekannt. Ethoxylierte Alkohole sind
bevorzugt, wobei PPG1-Trideceth-6
besonders bevorzugt ist.
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Zusätzlich kann
die Zusammensetzung geringe Anteile anderer Komponenten enthalten,
welche deren wesentliche Eigenschaften nicht beeinflussen. Typischerweise
können
diese anderen Komponenten bis zu ungefähr 3 Gew.-% jeweils an Wasser
und flüchtigen
organischen Lösungsmitteln
sowie geringe Mengen anderer Komponenten, welche von der Herstellung
der wasserlöslichen
oder -quellbaren Polymere herrühren, enthalten.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Zusammensetzung
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- a) 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% des Polymers, worin
das Polymer anionisch oder kationisch ist und wasserquellbar ist,
- b) 25 Gew.-% bis 45 Gew.-% eines Di- oder Triglyceridöls, und
- c) 8 Gew.-% bis 20 Gew.-% eines Tensids oder einer Tensidmischung,
jeweils
basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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Eine besonders
bevorzugte Zusammensetzung umfasst
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- a) 45 Gew.-% bis 58 Gew.-% des wasserquellbaren
Polymers, worin das Polymer anionisch oder kationisch ist und wasserquellbar
ist,
- b) 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% eines Di- oder Triglyceridöls, und
- c) 10 Gew.-% bis 18 Gew.-% einer Tensidmischung,
jeweils
basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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Eine ganz
besonders bevorzugte Zusammensetzung umfasst
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- a) 45 Gew.-% bis 58 Gew.-% des wasserquellbaren
Polymers, worin das Polymer anionisch ist und 65% bis 85% der Säuregruppen
in der Form ihres Natriumsalzes vorliegen,
- b) 32 Gew.-% bis 38 Gew.-% eines Triglyceridöls, und
- c) 12 Gew.-% bis 18 Gew.-% einer Tensidmischung,
jeweils
basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
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In
einer am allermeisten bevorzugten Ausführungsform der obengenannten
Zusammensetzung, bezeichnet als Salcare® AST,
umfasst das Triglyceridöl
Sojaöl.
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Ein
noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von verdickten wässrigen oder
wasserhaltigen Zusammensetzungen, insbesondere von Körperpflegezubereitungen,
welche umfassen
- a) 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%,
vorzugsweise 1 Gew.-% bis 6 Gew.-% einer flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzung,
wie sie oben beschrieben ist,
- b) 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% bis 35 Gew.-%
zusätzliche
Bestandteile, beispielsweise Körperpflegebestandteile,
wie kosmetische oder pharmazeutische Träger und/oder Wirkstoffbestandteile
und
- c) 45 Gew.-% bis 99% Wasser oder eine Mischung aus Wasser und
einem wassermischbaren organischen Lösungsmittel, wie einem niederen
Alkohol.
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Diese
Zusammensetzungen können
in der Form von Lotionen, Cremes, Balsamen, Gelen oder SSalben vorliegen.
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Die
zusätzlichen
Komponenten können
jegliche Bestandteile, welche Teil einer verdickten wässrigen Emulsion
des Öl-in-Wasser-Typs
bilden, sein. Nicht begrenzende Beispiele für kosmetische Bestandteile
umfassen: antimikrobielle Mittel, Hautkonditioniermittel, wie acetylierter
Lanolinalkohol, Allantoin, Aloe Vera, Acetamidmonoethanolamin, Myristylpropionat,
Dimethiconcopolyol, Dimethylpolysiloxan, Befeuchtungsmittel, Begrenzungscremes,
Erweichungsmittel, alpha-Hydroxysäuren, wie Milchsäure und
Zitronensäure,
Haarkonditionierer, wie Amodimethicon, Cyclomethicon, Panthenol,
Lauramiddiethanolamin, Lauraminoxid und Seidenprotein, Duftstoffkomponenten,
Haarfarbstoffe und -bleichen, UV-Sonnenschutzmittel, wie para-Aminobenzoesäure, Octylsalicylat
und Octylmethoxycinnamat, "sonnenfreie" Bräunungsmittel,
Weißungsmittel,
Insektenschutzmittel, ätherische Öle, wie
Patchouliöl,
Pfefferminzöl,
Rosmarinöl,
Citronellaöl,
Teebaumöl,
Orangen- oder Limonenöle,
Zedernholzöl
und Sandelholzöl,
Vitamine und Konservierungsmittel, wie Propylparaben und Imidazolidinylharnstoff.
Pharmazeutisch wirksame Bestandteile können weitreichend variieren
und umfassen alle therapeutischen Mittel, welche für die topische
Auftragung auf die Haut oder des Haar vorgesehen sind, insbesondere
Substanzen zur Behand lung von Jucken, Stechen, Abschuppen, Entzündungen
oder Infektionen der Haut, Verbrennungen und Kopfhaarverlust beim
Menschen oder anderen Säugern.
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Noch
ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Verfahrens zur Herstellung einer therapeutischen Lotion, Creme,
eines Balsams, eines Gels oder einer Salbe, welches das Mischen
von 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, vorzugsweise von 1 Gew.-% bis 6 Gew.-%
eines flüssigen
Dispersionspolymers, wie es oben beschrieben wurde, in eine wässrige oder
wässrige/organische
Zusammensetzung, welche 0,1 Gew.-% bis 50 Gew.-% mindestens eines
therapeutischen Mittels und/oder Trägers enthält, umfasst.
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Noch
ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Zusammensetzung, welche für
die topische Behandlung der Haut nützlich ist, welche das Auftragen
einer wie oben definierten Zusammensetzung auf die Haut, das Gesicht
oder die Kopfhaut eines Menschen oder eines anderen Säugers, welcher
einer solchen Behandlung bedarf, umfasst. Der Typ der Behandlung
hängt von
dem (den) in der Zusammensetzung gelösten oder suspendierten Wirkstoff(en)
ab. Beispielsweise kann die Zusammensetzung eine Begrenzungscreme,
eine Gesichtsbefeuchtercreme oder -lotion, einen Gesichtsreiniger,
eine Hand- und Körperlotion,
einen Sprühbefeuchter,
eine UV-Sonnenschutzcreme oder -lotion, eine "sonnenfreie" Bräunungscreme
oder -lotion, eine Hautbleichcreme oder -lotion, eine Enthaarungscreme
oder -lotion, eine Haarkonditionierungscreme oder -lotion, eine
Haarfärbecreme
oder -lotion, eine Prä-
oder Aftershave-Creme, -Lotion oder ein -Gel, eine Desinfektionscreme,
-lotion, -salbe oder ein -gel, eine Beruhigungscreme oder -lotion bei
Sonnenbrand, etc. umfassen.
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Andere
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Diskussion
und den Beispielen ersichtlich. Die Beispiele verdeutlichen lediglich
bestimmte Aspekte der Erfindung und sollen nicht zu einer Begrenzung
davon angesehen werden.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
hydrophilen, wasserquellbaren Acrylsäure-basierten flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzungen,
welche in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, können entweder
anionisch oder kationisch sein. Diese Polymere können Homopolymere oder Copolymere
darstellen. Sie werden aus einem oder mehreren monoethylenisch ungesättigten
Monomer(en), welche entweder wasserlösliche anionische oder kationische
Monomere sind, oder aus einer hauptsächlich anionischen oder kationischen
Mischung von Monomeren, die aus anionischen und kationischen Monomeren
bestehen kann oder aus einer Mischung von anionischen und/oder kationischen
Monomeren und einem geringeren Anteil an nichtionischen Monomeren
bestehen kann, gebildet.
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Die
Polymere können
bequem in der Form von Mikroteilchen mit einer mittleren Teilchengröße in dem Bereich
von 0,1 bis 2 μm
durch reverse Phasenemulsionspolymerisation geeigneter Monomere
in einer hydrophoben Flüssigkeit,
d.h. einer Flüssigkeit,
welche eine ausreichend geringe Mischbarkeit mit Wasser aufweist, sodass
sie als die nichtwässrige
Phase in einer reversen Phasenpolymerisation verwendet werden kann,
erhalten werden. Die Flüssigkeit
darf im wesentlichen keinen solvatisierenden Effekt auf das Polymer
oder auf die Monomere, aus denen es gebildet wird, innerhalb des
gesamten Temperaturbereichs, in dem das Polymer synthetisiert werden
kann (beispielsweise von 15 bis 100°C), aufweisen, da ein solvatisierendes
Medium für die
reverse Phasenemulsionspolymerisation unbefriedigend wäre. In ähnlicher
Weise muss das Monomer oder die Monomermischung wasserlöslich sein,
um die Durchführung
einer reversen Phasenpolymerisation zu ermöglichen.
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Geeignete
anionische Monomere umfassen Acrylsäure, Methacrylsäure und
deren Alkalimetall- oder Ammoniumsalze, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure und
deren Salze, Natriumstyrolsulfonat und ähnliches.
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Acrylsäure ist
das am meisten bevorzugte anionische Monomer. Vorzugsweise sind
die Carbonsäuregruppen
zu mindestens 50%, vorteilhafterweise zu 65 bis 85% in der Form
eines Alkalimetallsalzes oder Ammoniumsalzes, insbesondere des Natriumsalzes.
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Geeignete
kationische Monomere umfassen Diallyldialkylmonomere, wie Diallyldimethylammoniumchlorid,
allerdings ist das kationische Monomer vorzugsweise ein Dialkylaminoalkyl(meth)acrylat
oder -acrylamid. Obwohl das Polymer in der freien Basenform vorliegen
kann, insbesondere wenn es ein kationisches Acrylamid oder Methacrylamid
ist, liegt es vorzugsweise in der Form eines Säureadditions- oder quaternären Ammoniumsalzes
vor.
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Wenn
das Monomer ein kationisches Acrylamid oder Methacrylamid ist, bedeutet
die Dialkylaminoalkylgruppe im allgemeinen eine Dialkylaminopropyl-
oder Dialkylaminoisopropylgruppe. Wenn das Monomer ein kationisches
Acrylat oder Methacrylat darstellt, bedeutet die Dialkylaminoalkylgruppe
im allgemeinen eine Dialkylaminoethylgruppe.
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Das
kationische Monomer ist gewöhnlich
bevorzugt ein Dialkylaminoalkyl(meth)acrylat-Säuresalz oder quaternäres Ammoniumsalz,
am meisten bevorzugt Dimethylaminoethylmethacrylat. Gewöhnlich liegt
es als quaternäres
Methylchloridammoniumsalz vor.
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Geeignete
nichtionische Monomere umfassen Acrylamid, Methacrylamid, N-Vinylpyrrolidon und
wasserlösliche
Hydroxy-substituierte Acrylsäure-
oder Methacrylsäureester.
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Wenn
eine kationische Mischung verwendet wird, liegt der Gehalt an kationischem
Monomer vorzugsweise oberhalb von 50 Gew.-% der Mischung und be trägt gewöhnlich mindestens
70 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-% der Mischung. Die bevorzugten
kationischen Polymere werden vollständig aus kationischen Monomeren
gebildet.
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Wenn
eine anionische Mischung verwendet wird, beträgt die Menge an anionischem
Monomer vorzugsweise mehr als 60 Gew.-% der Mischung und ist gewöhnlich mindestens
80 Gew.-% der Mischung. Die bevorzugten anionischen Polymere werden
vollständig
aus anionischen Monomeren gebildet.
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Die
flüssigen
Dispersionspolymerzusammensetzungen werden vorzugsweise durch das
Einfügen
einer geringen Menge eines geeigneten Vernetzungsmittels, wie eines
polyfunktionellen Vinyladditionsmonomers, in die Polymerisationsmischung
vernetzt. Vorzugsweise wird ein wasserlösliches Vernetzungsmittel eingesetzt.
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Jegliche
konventionelle polyethylenisch ungesättigte Vernetzungsmittel, welche
in dem Monomer oder der Monomermischung löslich sind, können verwendet
werden, einschließlich
von Materialien, welche di-, tri- oder tetraethylenisch ungesättigt sind.
Bevorzugt sind diethylenisch ungesättigte Verbindungen, wie Methylenbisacrylamid,
Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Di(meth)acrylamid, Vinyloxyethylacrylat
oder -methacrylat und ähnliches.
Methylenbisacrylamid ist das am meisten bevorzugte Vernetzungsmittel.
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Die
Menge an Vernetzungsmittel liegt im allgemeinen in dem Bereich von
100 bis 10.000 Gewichtsteilen Vernetzungsmittel pro 1.000.000 Teilen
(bezogen auf das Trockengewicht) an Monomer. Am meisten bevorzugt
liegt sie um 500 bis 2.000 ppm, insbesondere um 500 bis 900 ppm
für entweder
kationische oder anionische Monomere. Die optimalen Mengen können durch
Routineexperimente bestimmt werden.
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Besonders
bevorzugte Polymere zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung
sind das anionische Polymer, dispergiert in Salcare® SC91-,
und die kationischen Polymere, dispergiert in Salcare® SC92-
und Salcare® SC95-Flüssigdispersionspolymeren.
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Die
hydrophilen Polymere werden durch reverse Phasenemulsionspolymerisation
von hydrophilen Monomeren, vorzugsweise von einem oder mehreren
Acrylat- und/oder Methacrylat-Monomeren, in einer hydrophoben flüssigen Phase
hergestellt. Reverse Phasenemulsionspolymerisation ist eine bekannte
Technik, welche beispielsweise im US-Patent 4,628,078, dessen Offenbarung
in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme hierin eingeschlossen ist,
beschrieben wird.
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Die
kontinuierliche Phase für
die Herstellung der vorliegenden Flüssigdispersionspolymerzusammensetzungen
wird mindestens teilweise von einem flüssigen hydrophoben Di- oder
Triglycerid bereit gestellt. Da die flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzungen
in erster Linie für
kosmetische oder pharmazeutische Zwecke gedacht sind, werden flüssige Di-
oder Triglyceride, die kosmetisch und/oder pharmazeutisch annehmbar
sind und welche ausreichend hydrophob sind, um als kontinuierliche
Phase in einer reversen Phasenpolymerisation eingesetzt zu werden,
vorzugsweise als die kontinuierliche Phase verwendet. Viele solche Materialien
sind bekannt und kommerziell erhältlich.
Sie können
natürlichen
oder synthetischen Ursprungs sein. Natürlich auftretende Triglyceride
umfassen, ohne Begrenzung, Fischleberöle, wie Lebertran, Emuöl, Palmöl, Palmkernöl, Kokosöl, Rizinusöl, Olivenöl, Erdnussöl, Safloröl, Sonnenblumensamenöl, Rapssamenöl, Canolaöl, Maisöl, Sojaöl, Jojobaöl, Macadamiaöl, Avokadoöl, Reiskleieöl, Nachtkerzenöl, Traubenkernöl, Süßmandelöl, Walnussöl, Sesamöl, Tallöl, Baumwollsamenöl, Aprikosenkernöl, Weizenkeimöl, Sumpfblumenöl, Borretschkeimöl, Leinsamenöl und Cashewöl. Synthetische
Di- und/oder Triglyceride können
durch Veresterung von Glycerin mit geeigneten Fettsäuren durch
als solche bekannte Verfahren hergestellt werden.
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Ein
besonders bevorzugtes natürlich
auftretendes Triglycerid ist Sojaöl. Sojaöl wurde viele Jahre lang in
Nahrungsmitteln und Getränken
verwendet. Es ist bekannt, dass es hohe Anteile an Triglyceriden
von Öl- und
Linol-Fettsäuren
enthält.
Deren Anwesenheit in den resultierenden verdickten wässrigen
Zusammensetzungen verleiht diese enthaltenden Zubereitungen gute
Verteilungseigenschaften mit überragenden
Erweichungseigenschaften im Vergleich zu Mineralöl und anderen synthetischen Ölen. Da
Sojaöl
polar ist, vermindert es die Oberflächenspannung der Haut und kann
weiter in das Stratum Corneum eindringen, was zu einer erhöhten Befeuchtung
der Haut führt,
allerdings auf der Haut ein weniger okkludierendes Gefühl hinterlässt. Zusätzlich werden
die Triglyceride in der Haut unter Erhalt einer Kombination der
Fettsäuren
und Glycerin natürlich
abgebaut.
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Die
Menge der hydrophoben flüssigen
Phase, welche in der Polymerisation verwendet wird, wird in erster
Linie durch den Bedarf der Bereitstellung eines zufriedenstellenden
Revers-Phasenemulsionsmediums diktiert. Dieses wäre im Allgemeinen mindestens
ungefähr
1 Gewichtsteil Di- oder Triglycerid pro Gewichtsteil des hydrophilen
Polymers (Trockengewicht). Um Flüssigdispersionspolymerzusammensetzungen
mit höheren Mengen
an den Mikroteilchen in dem Öl
zu erhalten, beispielsweise 1,2 bis ungefähr 1,7 Gewichtsteile des hydrophilen
Polymers (Trockengewicht) in dem Di- oder Triglycerid, sowie zur
Erleichterung der Verarbeitung, ist es von Vorteil, ein flüchtiges
inertes hydrophobes Lösungsmittel
einzusetzen. Geeignete inerte hydrophobe Lösungsmittel umfassen Kohlenwasserstoffe
und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Eine besonders bevorzugte Kohlenwasserstoffmischung
ist Isopar G von Exxon. Bequemerweise werden 1 bis 2 Teile, vorzugsweise
1,3 bis 1,9 Teile des flüchtigen
inerten hydrophoben Lösungsmittels
pro Teil des hydrophilen Polymers auf einer Trockengewichtsbasis
eingesetzt.
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Das
Polymer wird durch herkömmliche
Revers-Phasenemulsionsverfahren hergestellt, nämlich durch Zugabe von 1 Gewichtsteil
(Trockengewicht) mindestens eines ethylenisch ungesättigten
Monomers, wahlweise enthaltend ein Komplexierungsmittel und ein
vernetzendes diethylenisch ungesättigtes
Monomer, zu ungefähr
1 bis 3 Gewichtsteilen einer hydrophoben Flüssigkeit, umfassend mindestens
teilweise ein flüssiges
hydrophobes Di- oder Triglycerid und enthaltend ungefähr 0,1 bis
0,2 Teile mindestens eines herkömmlichen Wasser-in-Öl-Emulgators
mit einem HLB-Wert unterhalb von 9,0 und wahlweise 0,1 bis 0,2 Teile
eines polymeren Stabilisatortensids, unter kräftigem Rühren, sodass eine im Wesentlichen
stabile Emulsion der geforderten feinen Teilchengröße gebildet
wird. Geeignete Wasser-in-Öl-Emulgatoren
sind dem Fachmann bekannt. Sorbitanester, wie Sorbitanmonooleat,
und ethoxylierte Sorbitanester, wie Tween 81 von ICI, sind bevorzugt,
wobei Mischungen davon besonders bevorzugt sind. Diethylentriaminpentaessigsäure, Natriumsalz, ist
ein geeignetes Komplexierungsmittel.
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Die
Reaktionsmischung wird mit Stickstoff gespült, und die Polymerisation
wird durch die Zugabe einer herkömmlichen
Quelle freier Radikale initiiert. Geeignete Polymerisationsinitiatoren
sind dem Fachmann bekannt. Typische freie Radikale bildende Katalysatoren
umfassen Persauerstoffverbindungen, wie Natrium-, Kalium- und Ammoniumpersulfate,
Caprylylperoxid, Benzoylperoxid, Wasserstoffperoxid, Pelargonylperoxid, Cumolhydroperoxid,
tert.-Butyldiperphthalat, tert.-Butylperbenzoat, Natriumperacetat,
Di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat, und ähnliche, sowie Azokatalysatoren,
wie Azodiisobutyronitril. Andere geeignete Katalysatoren sind die
Schwermetall-aktivierten Katalysatorsysteme. Ein bevorzugter Typ
eines Polymerisationsinitiators ist ein Redux-Initiations-Paar.
Nach der Initiierung werden geeignete Temperatur- und Rührbedingungen
solange beibehalten, bis der Umsatz des Monomers zu dem Polymer
im Wesentlichen vollständig
ist. Geeignete Bedingungen sind dem Fachmann im Stand der Technik
bekannt.
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Das
Wasser und jegliches flüchtiges
Lösungsmittel
werden anschließend
von der reversen Phasenemulsion beispielsweise durch Destillation
unter vermindertem Druck entfernt, sodass eine im Wesentlichen wasserfreie
stabile Dispersion von Polymerteilchen mit eine Größe von weniger
als 2 μm,
die in dem Di- oder Triglycerid dispergiert sind, gebildet wird.
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Es
werden ungefähr
0,5 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, auf der Basis des Gewichts der Zusammensetzung, vorzugsweise
1 Gew.-% bis 3 Gew.-% eines nichtionischen Öl-in-Wasser-Emulgators mit
einem HLB im Allgemeinen oberhalb von 10 zugesetzt, nachdem die
Destillation vollständig
ist. Geeignete Emulgatoren diesen Typs sind dem Fachmann bekannt.
Ethoxylierte Alkohole sind bevorzugt, wobei PPG1-Trideceth-6 besonders bevorzugt
ist.
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Es
ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, dass ein geeignetes amphipatisches "Stabilisator"-Tensid als Verarbeitungshilfsmittel
zur Aufrechterhaltung der Emulsionsintegrität während des Destillationsverfahrens und
zur Bereitstellung der fertigen Flüssigpolymerdispersion als frei
fließende
Flüssigkeit
eingesetzt wird, sogar wenn hohe Anteile an Mikroteilchen des wasserlöslichen
oder -quellbaren dispergierten Polymers enthalten sind. Vorteilhafterweise
werden 0,02 bis 0,3 Teile, insbesondere 0,1 bis 0,2 Teile dieses
Stabilisatortensids pro Gewichtsteil (Trockengewicht) des ethylenisch
ungesättigten
Monomers eingesetzt.
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Ein
bevorzugtes amphipatisches Stabilisatortensid ist ein Polymer, welches
ein Reaktionsprodukt von Poly-12-hydroxystearinsäure, Glycidylmethacrylat und
Methacrylsäure
darstellt.
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Das
US-Patent 4,075,141 erwähnt
einen Dispersionsstabilisator für
polymere Mikroteilchen, welcher für Beschichtungs- (d. h. Farb-)
Zusammensetzungen geeignet ist, der eine Lösung eines Reaktionsprodukts von
50,3% Glycidylmethacrylat, 0,9% Methacrylsäure, und 49,5% eines Reaktionsprodukts
von 89,2% Poly-12-hydroxystearinsäure und 10,8% Glycidylmethacrylat
umfasst.
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Das
bevorzugte amphipatische Stabilisatortensid der vorliegenden Erfindung
ist äußerst unterschiedlich,
wobei es ein Polymer, das ein Reaktionsprodukt von 60 bis 80 Gew.-%
Poly-12-hydroxystearinsäure,
10 Gew.-% bis 20 Gew.-%
Glycidylmethacrylat und 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Methacrylsäure umfasst,
darstellt.
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Das
erfindungsgemäße Polymer
aus Poly-12-hydroxystearinsäure,
Glycidylmethacrylat und Methacrylsäure kann wie folgt hergestellt
werden.
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Poly-12-hydroxystearinsäure ist
als solche bekannt. Sie wird bequem durch säurekatalysierte intermolekulare
Kondensation von 12-Hydroxystearinsäure in einem refluxierenden
inerten Lösungsmittel,
welches ein Azeotrop mit Wasser bildet, beispielsweise ein aliphatischer
oder aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Isopar G, erhalten. Kommerziell
erhältliche
12-Hydroxystearinsäure
enthält
nichthydroxylierte Fettsäuren,
in erster Linie Stearinsäure,
als Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen beenden die Selbstkondensationsreaktion, was
im Allgemeinen das zu erreichende Molekulargewicht auf ungefähr 2.000
begrenzt. Poly-12-hydroxystearinsäure mit einem Molekulargewicht
zwischen 1.000 und 2.000 ist für
die Verwendung in den erfindungsgemäßen Polymeren geeignet. Poly-12-hydroxystearinsäure mit
einem Molekulargewicht von ungefähr
1.500 ist bevorzugt.
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Poly-12-hydroxystearinsäure (1 Teil)
wird anschließend
mit 1 bis 2 Gewichtsteilen Glycidylmethacrylat bei einer Temperatur
von 100 bis 180°C,
vorzugsweise 120 bis 160°C
in einem inerten Lösungsmittel,
beispielsweise einem Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Isopar G,
in Anwesenheit eines basischen Katalysators und einer geringen Menge,
beispielsweise 0,8 bis 1%, Paramethoxyphenol umgesetzt. Ein bevorzugter basischer
Katalysator ist ungefähr
1 Gew.-%, auf der Basis des Glycidylmethacrylats, Cocodimethylamin.
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Eine
Mischung, welche 75 bis 95 Gewichtsteile des Produkts dieser Reaktion,
bequemerweise als ungefähr
eine 70%-ige Lösung
in dem Kohlenwasserstofflösungsmittel,
umfasst, wird anschließend
mit 5 bis 25 Gewichtsteilen Methacrylsäure kombiniert und danach bei
70 bis 110°C
in Gegenwart von ungefähr
1%, auf der Basis des Gesamtgewichts der Reaktanden, eines Azopolymerisationsadditionskatalysators
für freie
Radikale umgesetzt. Vazo 67 ist besonders bevorzugt. Das resultierende
Produkt ist als ein Stabilisatortensid in der Herstellung von flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzungen
nützlich.
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Durch
Einrühren
eines erfindungsgemäßen flüssigen Dispersionspolymers
in ein wässriges
oder wasserhaltiges System wandelt das Aktivatorsystem den hydrophoben
Träger
in eine Öl-in-Wasser-Emulsion
um. Zu derselben Zeit dehnt sich das hydrophile Polymer durch Aussetzung
gegenüber
Wasser aus, löst
sich allerdings nicht, was in einem gleichmäßigen und schnellen Viskositätsanstieg
resultiert. Typischerweise quellen die Polymerteilchen unter Erhalt
eines mikropartikulären
Verdickungssystems, welches Polymerteilchen mit einer typischen
Teilchengröße in dem
Bereich von 2,5 bis 5 μm
im Durchmesser umfasst. Wie bei den bisher bekannten Salcare®-Flüssigdispersionspolymeren
ist der Osmoseffekt, welchen das Polymerteilchen erfährt, ein
Gleichgewicht zwischen Wasser und jeglichem in dem System anwesenden
Elektrolyt, da die Wassermoleküle
in die kleinen Polymerteilchen durch Osmose eintreten. Folglich
vermindern hohe Elektrolytgehalte das Quellen der Polymerteilchen.
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Die
erfindungsgemäßen flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzungen
stellen mikropartikuläre Verdickungssysteme
zur Verfügung,
welche eine wirksame Verdickung für wässrige oder wässrige/organische Zubereitungen
in Konzentrationen von 0,1 Gew.-% bis 8 Gew.-%, vorzugsweise von
1 Gew.-% bis 6 Gew.-% vermitteln. Zusätzlich kombinieren sie jedoch
den Verdickungseffekt des flüssigen
Dispersionspolymers mit den Vorteilen des Di- oder Triglyceridträgeröls.
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Wie
vorstehend angegeben ist, sind die flüssigen Dispersionspolymerzusammensetzungen
mit einer breiten Vielfalt von Körperpflegewirkstoffbestandteilen
und Hilfsmitteln kompatibel. Die Zubereitungsbeispiele unten verdeutlichen
lediglich ein paar wenige repräsentative
Aspekte der Zubereitungsmöglichkeiten
und sollen in keinster Weise begrenzend sein. Salcare® AST
ist die Bezeichnung der am meisten bevorzugten Zusammensetzung,
worin das Polymer in dem flüssigen
Dispersionspolymer Mikroteilchen eines wasserquellbaren Polyacrylsäurepolymers
umfasst, worin ungefähr
75% der Säuregruppen
in der Form ihres Natriumsalzes vorliegen und worin das Triglyceridöl Sojaöl umfasst.
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Alle
Prozentangaben sind Gewichtsprozente der Zubereitung. Die Viskositäten werden
mit einem Brookfield-Viskosimeter bestimmt.
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Beispiel
1: Jojoba- und Sonnenblumenöl-Creme
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Verfahren:
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- 1) Es wird (1) in einen sauberen trockenen
Becher eingewogen, und jegliche Bestandteile, außer (2), werden der Reihe nach
zugesetzt, zwischen den Zugaben wird gerührt.
- 2) Die Rührgeschwindigkeit
wird erhöht,
und (2) wird zugesetzt, das Rühren
wird bis zur Dickflüssigkeit
und Homogenität
fortgesetzt.
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- Typische
Eigenschaften:
Erscheinung: | weiche/seidige
dickflüssige
Creme |
Viskosität: | 30.000
bis 40.000 cPs |
pH: | 6,0–6,5. |
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Beispiel 2: Hautkräftigende
Creme
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Verfahren:
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- 1) Es wird (1) in einen sauberen trockenen
Becher eingewogen, und jegliche Bestandteile, außer (2), werden der Reihe nach
zugesetzt, zwischen den Zugaben wird gerührt.
- 2) Die Rührgeschwindigkeit
wird erhöht,
und (2) wird zugesetzt, das Rühren
wird bis zur Weichheit/Seidigkeit und Dickflüssigkeit fortgesetzt.
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- Typische
Eigenschaften:
Erscheinung: | weiche/seidige
dickflüssige
Creme |
Viskosität: | 20.000
bis 25.000 cPs |
pH: | 6,0–6,5. |
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Beispiel
3: Hoher SPF-Sonnenschutz
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Verfahren:
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- 1) Es wird (1) in einen sauberen trockenen
Becher eingewogen, und jegliche Bestandteile, außer (2), werden der Reihe nach
zugesetzt, zwischen den Zugaben wird gerührt.
- 2) Die Rührgeschwindigkeit
wird erhöht,
und (2) wird zugesetzt, das Rühren
wird bis zur Weichheit/Seidigkeit und Dickflüssigkeit fortgesetzt.
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- Typische
Eigenschaften:
Erscheinung: | weiche/seidige
dickflüssige
fließfähige Creme |
Viskosität: | 10.000
bis 15.000 cPs |
pH: | 6,5–7,0. |