DE2612886A1 - Kosmetische emulsionen vom wasser- in-oel-typ und deren herstellung - Google Patents
Kosmetische emulsionen vom wasser- in-oel-typ und deren herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft kosmetische Emulsionen vom Wasser-in-Öl-Typ mit einem Gehalt an Umsetzungsprodukten der Copolymerisate von Alkyl(meth)acrylaten und Glycidyl(meth)acrylat mit Äthanolamin oder Diäthanolamin als Emulgatoren.
Für die Herstellung von kosmetischen Emulsionen vom Wasser-in-Öl-Typ steht im Gegensatz zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen nur eine beschränkte Zahl von Emulgatoren zu Verfügung, deren beste Vertreter zudem mehr und mehr verknappen. Eine der auch heute noch wichtigsten Grundlagen für Emulgatoren zur Herstellung von Cremes vom Typ Wasser-in-Öl ist das Wollfett mit seinen Derivaten. Trotz ihrer unbestrittenen Vorzüge weisen aber sowohl das Wollfett als auch seine Derivate gewisse Nachteile auf. So verleihen übliche Wasser-in-Öl-Emulgatoren auf Basis Wollfett und seiner Derivate den damit zubereiteten Cremes einen stärkeren Eigengeruch. Dies erfordert eine stärkere Parfümierung, die von Personen mit empfindlicher Haut of schlecht vertragen wird. Diese Beeinflussung der Cremequalität durch stärkeren Eigengeruch ist aber nicht nur Wollfett und seinen Derivaten eigen, sondern erstreckt sich auch auf lanolinfreie Wasser-in-Öl-Emulgatoren auf Basis tierischer Sterine, insbesondere auf Cholesterinbasis. Ferner können
niedermolekulare Emulgatoren zusammen mit den Wirkstoffen der Creme durch die Haut aufgenommen werden, was nicht in allen Fällen unbedingt erwünscht ist.
Neben den genannten Emulgatoren auf Basis von Wollwachsalkoholen und Sterinen zählen zu den bekanntesten Wasser-in-Öl-Emulatoren für kosmetische Zwecke die Ölsäureester verschiedener Polyole wie Glycerin, Pentaerythrit, Trimethylolpropan und Sorbit. Den Ölsäureestern haften aber, bedingt durch den ungesättigten Charakter ihrer Säurekomponente verschiedene anwendungstechnische Mängel an, so dass ein echtes Bedürfnis nach geeigneten neuen Wasser-in-Öl-Emulgatoren besteht.
Es wurde nun gefunden, dass kosmetische Emulsionen vom Wasser-in-Öl-Typ mit einem Gehalt an statistischen Copolymerisaten, die aus Einheiten der allgemeinen Formeln
in denen X Wasserstoff oder einen Methylrest, R[tief]1 einen Alkylrest mit 6 - 24 Kohlenstoffatomen, R[tief]2 die Reste
darstellen, im Molverhältnis von (I) zu (II) von 2 : 1 bis 20 : 1 aufgebaut sind, in einer Menge von 2 - 20 Gewichtsprozent, an Wasser in einer Menge von 20 - 75 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Emulsion und üblicherweise in kosmetischen Emulsionen eingesetzten pflanzlichen oder tierischen
Fetten, Wachsen, Fettalkoholen, Kohlenwasserstoffen und weiteren Hilfsstoffen den gestellten Anforderungen weitgehend gerecht werden.
Die Herstellung der als Zwischenprodukte dienenden Copolymerisate aus Alkyl(meth)acrylaten und Glycidyl(meth)acrylat kann in allgemein bekannter Weise in einem Verfahrensschritt unter den üblichen Bedingungen der radikalischen Polymerisation erfolgen. Die Polymerisation kann in unpolaren Lösungsmitteln, wie z.B. Benzol oder Toluol, oder in polaren Lösungsmitteln, wie z.B. Dioxan, Methyläthylketon oder Tetrahydrofuran, mittels Peroxiden, wie z.B. Dibenzoylperoxid oder Lauroylperoxid und Azoverbindungen, wie z.B. Azodiisobutyronitril als Katalysator durchgeführt werden.
Die technische Herstellung erfolgt am zweckmäßigsten in Form einer Lösungspolymerisation in solchen Lösungsmitteln, die nur die Monomeren, nicht aber auch das Polymere lösen (Fällungspolymerisation), zumal sich dabei gut abscheidbare Polymere ergeben, die praktisch frei von Monomeren sind (J. Scheiber, Chemie und Technologie der künstlichen Harze, Bd. I, S. 362 ff. (1961)).
Als monomere Ausgangsverbindungen dienen einerseits Glycidylacrylat oder Glycidylmethacrylat. Beide monomeren Verbindungen sind käufliche Handelsprodukte.
Neben dem Glycidylacrylat beziehungsweise Glycidylmethacrylat sind als monomere Ausgangsverbindungen der Polymerisate z.B. Hexylacrylat, Octylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Nonylacrylat, Decylacrylat, Laurylacrylat, Myristylacrylat, Cetylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, Hexylmeth-
acrylat, Octylmethacrylat, Nonylmethacrylat, Decylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Myristylmethacrylat, Cetylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Behenylmethacrylat zu nennen. Besondere Bedeutung kommt hierbei Monomeren mit 8 - 14 C-Atomen im Alkylrest zu, wie z.B. Octylacrylat, Nonylacrylat, Decylacrylat, Laurylacrylat, Myristylacrylat, Octylmethacrylat, Nonylmethacrylat, Decylmethacrylat, Laurylmethacrylat, Myristylmethacrylat.
Zur Herstellung der in den erfindungsgsgemäßen kosmetischen Emulsionen als Emulgatoren einzusetzenden statistischen Copolymerisate aus den Einheiten (I) und (II), wobei die Reste R[tief]2 in der Einheit (II)
oder
darstellen, setzt man die in bekannter Weise durch radikalische Polymerisation von Alkyl(meth)acrylaten und Glycidyl(meth)acrylat erhaltenen Copolymerisate mit auf den Oxiranring bezogenen äquimolaren Mengen an Monoäthanolamin beziehungsweise Diäthanolamin um. Zur Ausbeuteverbesserung kann das Alkanolamin auch im Überschuss eingesetzt werden. Die Umsetzung kann in allgemein bekannter Weise bei erhöhter Temperatur vorgenommen werden, wobei die Alkalität der umzusetzenden Alkanolamine ausreicht, um die Reaktion zu katalysieren.
Die Molverhältnisse der Monomereneinheiten 2-Hydroxy-3-hydroxyalkylaminopropyl(meth)acrylat : Alkyl(meth)acrylat betragen in den erfindungsgemäß einzusetzenden Copolymerisaten 1 : 2 bis 1 : 20, vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 12.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren statistischen Copolymerisate besitzen mittlere Molekulargewichte zwischen 2 000 -
100 000, insbesondere geeignet sind im Hinblick auf die leichte Verarbeitbarkeit und die Beschaffenheit der erhaltenen Emulsionen solche mit mittleren Molekulargewichten zwischen 3 000 - 20 000. Die Einstellung dieser Molekulargewichte lässt sich in bekannter Weise durch die Katalysatormenge, Art und Menge des Lösungsmittels sowie durch den Zusatz von Polymerisationsreglern bewirken.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsionen erfolgt auf einfache und bekannte Weise durch Lösen der als Emulgator dienenden Copolymerisate in der öligen Phase bei erhöhter Temperatur um 60 - 70°C, anschließende Zugabe der gewünschten Menge auf ca. 60 - 65°C erwärmten Wassers und Kaltrühren der erhaltenen Emulsion. Weitere Inhaltsstoffe der herzustellenden kosmetischen Emulsion wie Hautfeuchtigkeitsregulatoren, pflanzliche Wirkstoffauszüge, Vitamine, Hormone, Pigmente, Salze, Parfümöl, UV-Filterstoffe, Farbstoffe werden zweckmäßigerweise in der diese jeweils am besten aufnehmenden Phase gelöst beziehungsweise verteilt. Die erforderliche Menge an Emulgator beträgt 2 - 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 - 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte kosmetische Emulsion. Die einzuarbeitende Wassermenge kann 20 - 75 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte kosmetische Emulsion, betragen.
Als Ölphase der erfindungsgemäßen kosmetischen Emulsionen kommen die üblicherweise verwendeten Produkte wie tierische und pflanzliche Öle und Fette, synthetische Ester von Fettsäuren mit aliphatischen Alkoholen, höhere Fettalkohole, Wachse, sogenannte mineralische Fette und Öle wie Paraffinöl, Vaseline, Ceresin, Silikonöle und Silikonfette in Frage.
Es ist bereits aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 116 787 bekannt, als Wasser-in-Öl-Emulgatoren Sequenzpolymerisate einzusetzen, die gleichzeitig mindestens eine lipophile Sequenz und eine hydrophile Sequenz besitzen. Jede der Sequenzen soll die Eigenschaften des entsprechenden Homopolymerisats aufweisen. Diese Sequenzpolymerisate werden durch anionische Polymerisation erhalten, die extreme Anforderungen an die Reinheit der eingesetzten Substanzen stellt, das Arbeiten bei tiefen Temperaturen unter Schutzgas und erhöhte Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit selbstentzündlichen Katalysatoren erfordert. Demgegenüber sind die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsionen benötigten Emulgatoren auf einfachstem Wege herstellbar.
Die erfindungsgemäßen Emulsionen können im Allgemeinen auch von Personen mit empfindlicher Haut angewendet werden. Da sie keinen nennenswerten Eigengeruch besitzen, erfordern sie keine stärkere Parfümierung, was sich wiederum günstig auf die Verträglichkeit und daneben kostensparend auswirkt. Eine weitere sehr günstige Eigenschaft der erfindungsgemäßen Emulsionen ist deren hohe Temperaturbeständigkeit, die sie eine Temperaturbelastung von 50°C während einer Dauer von 6 Wochen unbeschadet überstehen lässt.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch hierauf zu beschränken.
Beispiele
Zunächst wird nachstehend die Herstellung der in den erfindungsgemäßen kosmetischen Emulsionen einsetzbaren Copolymerisate näher beschrieben.
1a) Glycidylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) (Zwischenprodukt)
Zu einer Lösung von 2,56 g (0,02 Mol) Glycidylacrylat, 19,2 g (0,08 Mol) Dodecylacrylat und 0,44 g Dibenzoylperoxid als Katalysator in 127 g Toluol wurde bei 80°C innerhalb einer Stunde eine Lösung von 10,24 g (0,08 Mol) Glycidylacrylat, 76,8 g (0,32 Mol) Dodecylacrylat und 1,76 g Dibenzoylperoxid in 127 g Toluol getropft. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend weitere 5 Stunden bei 80°C gerührt. Nach beendeter Reaktion wurde das Lösungsmittel abdestilliert und das erhaltene Copolymerisat einige Male mit Methanol nachgewaschen. Es wurden 96 g, das sind 88 % der Theorie, an Glycidylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) erhalten.
In analoger Weise wurden die anderen als Zwischenprodukt dienenden Glycidylacrylat-Alkyl(meth)acrylat-Copolymerisate, und bei Einsatz von Glycidylmethacrylat anstelle von Glycidylacrylat die Glycidylmethacrylat-Alkyl(meth)acrylat-Copolymerisate hergestellt.
b) 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)-aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
Umsetzungsprodukt von Glycidylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) mit Diäthanolamin.
Zu einer Lösung von 108,8 g Glycidylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) (0,1 Mol, bezogen auf Glycidylacrylat) in 435 g Dioxan wurden 42 g (0,4 Mol) Diäthanolamin gegeben, und das Reaktionsgemisch wurde 6 Stunden bei 80°C gerührt. Anschließend wurde das Reaktionsprodukt mittels Methanol ausgefällt und mehrmals mit Methanol gewaschen. Es wurden 128 g, das sind 85 % der Theorie, an 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)-aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) erhalten.
In analoger Weise wurden die anderen nachstehend aufgeführten 2-Hydroxy-3-hydroxyalkylaminopropyl(meth)acrylat-Alkyl(meth)acrylat-Copolymerisate hergestellt.
1. Kosmetische Emulsion auf Basis Vaseline
Ein Gemisch aus
10 g 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)-aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
40 g Vaseline
wurde durch Erwärmen auf 65°C zusammengeschmolzen. Der Schmelze wurden
50 g Wasser,
das auf 65°C erwärmt worden war, zugesetzt, und unter ständigem Rühren wurde die Masse erkalten gelassen. Die Emulsion lässt sich bereits durch Rühren mit der Hand leicht herstellen. Die erhaltene Creme ist über mehrere Monate stabil und zeigte auch bei 50°C nach 6 Wochen keine Veränderung. Durch weiteren Zusatz verschiedener Wirkstoffe und Parfümöle lässt sich diese Basiscreme zu verschiedenen Hautcremes konfektionieren.
An die Stelle des 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)-aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) können mit gleich gutem Erfolg z.B. folgende Copolymerisate treten:
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 8)
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Stearylacrylat-Copolymerisat (1 : 2)
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylmethacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 6)
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylmethacrylat-Cetylmethacylat-Copolymerisat (1 : 3)
2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylmethacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 6)
2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylmethacrylat-Decylmethacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
2. Kosmetische Emulsion auf Basis Erdnusshartfett/Ölsäuredecylester
Ein Gemisch aus
4 g 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
40 g Erdnusshartfett/Ölsäuredecylestermischung 90 : 10
3 g Bienenwachs
3 g Glycerinmonooleat
wurde unter Erwärmen auf 70°C zusammengeschmolzen. Der Schmelze wurden unter ständigem Rühren
50 g Wasser,
das auf 65°C erwärmt worden war, zugesetzt, und die Masse
wurde unter weiterem Rühren erkalten gelassen. Es wurde eine Creme erhalten, die in ihren Stabilitätseigenschaften weitgehend der Creme aus Beispiel 1 ähnelt. Durch Einarbeitung weiterer Wirkstoffe wie Hautfeuchtigkeitsregulatoren, Pflanzenauszüge, Parfümöle lassen sich auf dieser Basiscreme verschiedene Hautcremes aufbauen. An die Stelle des 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisats (1 : 4) können mit gleich guten Erfolg z.B. folgende Copolymerisate treten:
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 8)
2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 8)
3. Kosmetische Emulsion auf Basis Vaseline / Ölsäuredecylester
Ein Gemisch aus
7 g 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
10 g Vaseline
15 g Ölsäuredecylester
3 g Bienenwachs
2 g Calciumstearat
wurde unter Erwärmen auf 65° zusammgeschmolzen. In dieses Gemisch wurden
63 g auf 65°C erwärmtes Wasser
eingerührt, und das Rühren wurde bis zum Erkalten der Emulsion fortgesetzt. Es wurde eine Creme erhalten, die
in ihren Stabilitätseigenschaften weitgehend den beiden vorgenannten Cremes ähnelt. Durch Einarbeiten kosmetischer Wirkstoffe und Parfümöle lässt sich auf dieser Basiscreme eine Vielzahl kosmetischer Cremes aufbauen.
Das als Emulgator dienende 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4) lässt sich mit gleich gutem Erfolg durch die gleiche Menge 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 8), 2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)-aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4), 2-Hydroxy-3-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Octylacrylat-Copolymerisat (1 : 8) und andere der erfindungsgemäß zu verwendenden Copolymerisate ersetzen.
4. Kosmetische Emulsionen auf Basis Erdnusshartfett
Ein Gemisch aus
6 g 2-Hydroxy-3-bis-(2-hydroxyäthyl)aminopropylacrylat-Dodecylacrylat-Copolymerisat (1 : 4)
44 g Erdnusshartfett
wurde unter Erwärmen auf 65°C zusammengeschmolzen. In dieses Gemisch wurden
50 g auf 65°C erwärmtes Wasser
eingerührt. Nach dem Rühren bis zum Erkalten wurde eine Creme erhalten, die in ihren Stabilitätseigenschaften den vorgenannten Cremes weitgehend ähnelt. Die Creme kann als Basiscreme für verschiedene kosmetische Zubereitungen dienen.
Claims (5)
1) Kosmetische Emulsionen vom Wasser-in-Öl-Typ, gekennzeichnet durch einen Gehalt an statistischen Copolymerisaten, die aus Einheiten der allgemeinen Formeln
in denen X Wasserstoff oder einen Methylrest, R[tief]1 einen Alkylrest mit 6 - 24 Kohlenstoffatomen, R[tief]2 die Reste
darstellen, im Molverhältnis von (I) zu (II) von 2 : 1 bis 20 : 1 aufgebaut sind, in einer Menge von 2 - 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Emulsion und üblicherweise in kosmetischen Emulsionen eingesetzten pflanzlichen oder tierischen Fetten, Wachsen, Fettalkoholen, Kohlenwasserstoffen und weiteren Hilfsstoffen.
2) Kosmetische Emulsionen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkylrest R[tief]1 eine Kettenlänge von 8 - 14 C-Atomen besitzt.
3) Kosmetische Emulsionen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis der monomeren Einheiten (II) : (I) 1 : 3 bis 1 : 12 beträgt.
4) Kosmetische Emulsionen nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Emulgator eingesetzten Copolymerisate mittlere Molekulargewichte von 2 000 - 100 000, insbesondere 3 000 - 20 0000, aufweisen.
5) Kosmetische Emulsionen nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Copolymerisat 5 - 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Emulsion, beträgt.
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