DE69227109T2

DE69227109T2 - Durchsichtiges, uv absorbierendes sonnenschutzmittel und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE69227109T2
Application number: DE69227109T
Authority: DE
Inventors: Kim Granada Hills Ca 91344 Mitchell; Mark Wainscott Ny 11975 Mitchnick
Original assignee: Sun Smart Inc
Current assignee: Sun Smart Inc
Priority date: 1991-02-05
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: WO1992013517A1; JPH06509321A; EP0585239A1; US5587148C1; DE69227109D1; US5587148A; EP0585239B1; AU668862B2; EP0585239A4; AU1565692A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein aus Partikeln bestehende Materialien, die für die Verwendung als Sonnenschutzstoff geeignet sind, und insbesondere die Verwendung dieser Materialien in transparenten, kosmetisch akzeptablen Produkten zum Schutz gegen die UV-Strahlung sowie in verbesserten kosmetischen Formulierungen, die den Anwender besser gegen UV-Strahlung schützen können.

Hintergrund der Erfindung

Ein Teil des Sonnenspektrums umfaßt elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 200 bis 3 000 Nanometer (nm). Dieses Wellenlängenspektrum kann in verschiedene Bereiche unterteilt werden, nämlich: (1) den Ultraviolettbereich (200 bis 400 nm), (2) den sichtbaren Bereich (400 bis 760 nm) und (3) den nahen Infrarotbereich (> 760 nm). Der Ultraviolettbereich wurde ferner willkürlich in drei Bandenbereiche unterteilt, die als UV-A-Bereich, UV-B-Bereich und UV-C-Bereich bezeichnet werden.
Der UV-B-Bereich erstreckt sich von 290 bis 320 nm. Die UV- B-Strahlung ist die Hauptursache für Sonnenbrand und bräunt ferner die Haut am wirksamsten. Von der Sonne ausgestrahlte UV-C-Strahlung (200 bis 290 nm) erreicht die Erdoberfläche nicht; Strahlung dieser Wellenlängen kann jedoch aus künstlichen Quellen, wie keimtötenden Lampen sowie Hochdruck- Quecksilberdampflampen und Niederdruck-Quecksilberdampflampen, stammen. Im Gegensatz zu den Gefahren, welche die UV- A- und UV-B-Strahlung mit sich bringen, ist aber der Schutz gegen die UV-C-Strahlung im allgemeinen kein übergeordnetes Ziel der vorliegenden Erfindung. Auch die UV-A-Strahlung, die sich von 320 bis 400 nm erstreckt, kann Bräunung hervorrufen. Die UV-A-Strahlung kann jedoch auch Sonnenbrände hervorrufen, wenngleich diese Fähigkeit bei der UV-A- Strahlung weniger stark ausgeprägt ist als bei der UV-B- Strahlung.
Die Haut ist jedoch vorwiegend der UV-A-Strahlung ausgesetzt. Das ist darauf zurückzuführen, daß die meisten Sonnenschutzmittel nur gegen die UV-B-Strahlung wirksam schützen. Wie oben angegeben kann die UV-B-Strahlung eher Bräunung und Verbrennungen hervorrufen, als die UV-A-Strahlung. Bei Verwendung eines Sonnenschutzmittels, das gegen die UV- B-Strahlung schützt, wird der Anwender deshalb dazu tendieren, längere Zeit in der Sonne zu bleiben, da die Wirkungen der Sonnenbräune/des Sonnenbrands nicht sofort deutlich werden. Das Problem besteht aber darin, daß die UV-A- Strahlung in die Haut eindringt und einen Langzeitschaden verursacht, auch, wenn sie nicht sofort augenfällige Wirkungen hervorruft. In den letzten Jahren wurde klar belegt, daß nicht nur die UV-B-Strahlung, sondern auch die UV-A- Strahlung schädlich für die Haut ist. Aktuelle Daten zeigen, daß Sonnenstrahlung, die diese Wellenlängen enthält, die Hauptursache für Hautkrebs ist, der derzeit jedes Jahr 30 bis 40% aller Neuerkrankungen an Krebs ausmacht. Allein in den Vereinigten Staaten werden dieses Jahr 500 000 Neuerkrankungen an Hautkrebs gemeldet werden, und es wird erwartet, daß die Zahl der Neuerkrankungen in Zukunft noch weiter ansteigt. Es wurde gezeigt, daß die UV-A-Strahlung Hautkrebs fördert, indem Enzyme, die durch die UV-B- Strahlung geschädigte Zellen reparieren, gehemmt werden. Die UV-A-Strahlung dringt ferner tiefer in die Haut ein als die UV-B-Strahlung und verursacht Veränderungen in Blutgefäßen und vorzeitige Hautalterung, wodurch der durch die UV-B-Strahlung erzeugte Schaden noch erhöht wird (siehe beispielsweise Hurwitz, Sidney, 'The Sun and Sunscreen Protection: Recommendations for Children', Dermatol. Surg. Oncol., 14: 6 (Juni 1988), S. 657). Ein Sonnenschutzmittel sollte deshalb den Anwender mit einem Minimum von Nebenwirkungen sowohl gegen die UV-A-Strahlung, als auch gegen die UV-B-Strahlung schützen. Dies wurde mit den derzeit verfügbaren Sonnenschutzpräparaten noch nicht in geeignetem Maße erreicht.
Sonnenschutzpräparate können grob in zwei Gruppen unterteilt werden, nämlich (1) Sonnenschutzmittel zur topischen Anwendung und (2) Sonnenschutzmittel zur oralen Anwendung. Die vorliegende Erfindung betrifft topische Sonnenschutzmittel, die sich weiter in zwei Untergruppen unterteilen lassen, nämlich (1) chemische Sonnenschutzmittel und (2) physikalische Sonnenschutzmittel.
Chemische Sonnenschutzmittel enthalten ungefähr 3 bis 26% eines oder mehrerer UV-Absorber. Wenn diese Chemikalien als dünne Schicht, d. h. als Schicht mit einer Dicke von etwa 10 bis 15 um, auf die Hautoberfläche aufgetragen werden, wirken sie als Filter, indem sie die Menge der UV-Strahlung, die zu den Zellen der Epidermis vordringt, vermindern. Diese Sonnenschutzmittel werden typischerweise in Form einer Creme, eines Öls, einer Lotion, eines Alkohols oder eines Gels als Träger aufgetragen; da sie keinerlei Stoffe enthalten, die im sichtbaren Bereich absorbieren, sind sie gewöhnlich farblos. Die am weitesten verbreiteten chemischen Sonnenschutzmittel enthalten beispielsweise p-Aminobenzoesäure (PABA), PABA-Ester (Glyceryl-PABA, Amyldimethyl-PABA und Octyldimethyl-PABA), Benzophenonderivate (Oxybenzon und Sulisobenzon), Cinnamate (Octylmethoxycinnamat und Cinoxat), Salicylate (Homomethylsalicylat) und Anthranilate. Bis heute wurden mehr als einundzwanzig solcher Stoffe von der United States Food and Drug Administration als 'sichere und wirksame' Mittel zum Schutz der Haut gegen Sonnenbrand genehmigt (siehe beispielsweise Pathak, Madhu, 'Sunscreens: Topical and Systemic Approaches for Protection of Human Skin Against Harmful Effects of Solar Radiation', Continuing Medical Education Series, J. Am. Acad. Dermat., 7: 3 (September 1982) S. 285, 291).
Kürzlich wurde jedoch von der Ärzteschaft die Frage aufgeworfen, ob die chemischen Bestandteile dieser Sonnenschutzmittel tatsächlich inert sind, und ferner die Frage, ob die wiederholte Verwendung solcher Sonnenschutzmittel zu einer signifikanten transdermalen Absorption dieser Stoffe führen kann. Da chemische Sonnenschutzmittel topisch in relativ hohen Konzentrationen (beispielsweise bis zu 26%) verwendet werden, kann es zu Kontaktsensibilisierung und Photokontaktsensibilisierung sowie zu Hypersensibilität, d. h. durch Licht hervorgerufenen allergischen Reaktionen, kommen (siehe Drum*** et al., 'Sunscreening Agent Intolerance: Contact and Photocontact Sensitization and Contact Urticania', J. Am. Acad. Dermatol., 1990: 22, S. 1068).
Physikalische Sonnenschutzmittel enthalten andererseits Partikel eines physiologisch relativ inerten Sonnenschutzstoffes, d. h. einer UV-absorbierenden Verbindung, die typischerweise in einer Creme oder einer Lotion suspendiert sind. Häufig zu diesem Zweck verwendete Stoffe sind beispielsweise Kaolin, Talk und die beiden Metalloxide Titandioxid und Zinkoxid. Die beiden letztgenannten Verbindungen stehen nicht mit den oben angegebenen Entzündungsreaktionen in Verbindung.
Die physikalischen Sonnenschutzpräparate erzeugen jedoch typischerweise Flecken und verstopfen die Poren. Außerdem bilden sie zusätzlich eine sichtbare, farbige (beispielsweise weiße) Schicht auf der Hautoberfläche, was für viele Personen, die Sonnenschutz benötigen, kosmetisch nicht akzeptabel ist. Das führt dazu, daß viele Anwender die Verwendung dieser Produkte meiden. Die Farbe der Zusammenset zungen rührt von den optischen Eigenschaften der Partikel, aus denen diese Stoffe bestehen. Diese Eigenschaften sind zumindest teilweise von der Größe der Partikel abhängig, die üblicherweise im wesentlichen 'Standard-Durchmesser' aufweisen, der in Zehntelmikrometer gemessen wird (d. h. größer als etwa 0,7 bis 0,9 um).
Ferner lassen sich derzeit verfügbare physikalische Sonnenschutzmittel nicht leicht vom Körper des Anwenders abwaschen. Statt dessen schmelzen sie normalerweise in der Wärme der Sonne und beschmutzen oder verfärben so gelegentlich die Kleidung des Anwenders. Da diese Produkte in relativ dicken Schichten (20 bis 50 um) aufgetragen werden, kann ihre Verwendung ferner unerwünschte Hautzustände, einschließlich Miliaria, einer Hautkrankheit, die durch eine Entzündung der Schweißdrüsen verursacht wird, und Folliculitis, einer Entzündung der Haarfollikel, begünstigen. Diese physikalischen Sonnenschutzprodukte werden deshalb von einer großen Gruppe hauptsächlich junger Personen, die auf ihr Aussehen Wert legen, als kosmetisch nicht akzeptabel angesehen. Leider ist es gerade diese Gruppe, die den Sonnenschutz am meisten benötigt. Es wurde festgestellt, daß die richtige Verwendung von Sonnenschutzmitteln vor Erreichen des 18. Lebensjahres 80% der Hautkrebserkrankungen verhindern würde (siehe beispielsweise Taylor et al., 'Photoaging/Photodamage and Photoprotection', 22 J. Am. Acad. Dermatol., 9 (1990)).
Nach einer Ausführungsform von 'typischen', oben beschriebenen physikalischen Sonnenschutzmitteln des Standes der Technik werden einige im Handel erhältliche Sonnenschutzprodukte, die Titandioxid enthalten, mit Metalloxidpartikeln hergestellt, die als 'mikronisierte Partikel' oder 'Partikel mit großer Oberfläche' bekannt sind. Es wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck 'mikronisiert' keine spe zielle Teilchengröße bezeichnet. Der Ausdruck wird vielmehr nur zur Beschreibung kleiner Partikel mit einer großen Oberfläche verwendet. Die Titandioxidpartikel, die in diesen Sonnenschutzprodukten verwendet werden, weisen einen Durchmesser auf, der um eine Größenordnung kleiner ist (also beispielsweise etwa 0,01 um beträgt) als der Durchmesser der oben beschriebenen Partikel mit 'Standardgröße' (der über ungefähr 0,7 bis 0,9 um liegt). Ein Nachteil der Verwendung dieses Stoffes besteht jedoch darin, daß Titandioxid weder so viel UV-Strahlung absorbiert, noch so viel sichtbares Licht durchläßt wie beispielsweise Zinkoxid, das von der Anmelderin in der vorliegenden Erfindung verwendet wird (siehe beispielsweise Brown, Harvey E., Zinc Oxide: Properties and Applications, S. 11-12, Fig. 2-4 (1976)). Obwohl also durch die Verwendung von mikronisierten Titandioxidpartikeln das resultierende Produkt geschmeidiger und weniger klebrig wird, wird dadurch dem Hauptnachteil der Verwendung dieses Stoffes, nämlich seiner vergleichsweise geringeren Wirksamkeit als Sonnenschutzmittel (im Gegensatz zu ZnO), nicht abgeholfen. Produkte auf der Basis von Titandioxid sind ferner weniger durchsichtig als Produkte, die mit dem erfindungsgemäßen Zinkoxid hergestellt werden, was darauf zurückzuführen ist, daß Titandioxid durch seine Kristallstruktur für Wellenlängen des sichtbaren Lichts nur teilweise durchlässig ist und so im allgemeinen für die kosmetische Verwendung nicht so akzeptabel ist.
Das US-Patent 4 882 143 offenbart Mittel zum Schutz gegen UV-Strahlung, die dünne Schichten einer laminaren Substanz als Matrix und darin dispergiert ein fein verteiltes Metall oder eine fein verteilte Metallverbindung enthalten, worin beispielsweise Zinkoxidpartikel mit einem Durchmesser von 0,005 bis 0,5 um als Metallverbindung verwendet werden. Die Patentanmeldung GB-2 184 356 betrifft ebenfalls kosmetische Zusammensetzungen gegen Sonnenbrand, die Zinkoxidpartikel mit einer mittleren Größe von 0,07 bis 0,5 um enthalten.
Es war zwar bekannt, mikronisierte Zinkoxidpartikel für sehr spezielle Verwendungen in der Gummiindustrie herzustellen; diese Partikel enthalten jedoch beträchtliche Mengen (d. h. Mengen von mehr als etwa 200 ppm) von Spurenmetallen wie Blei, Quecksilber, Arsen und Cadmium. Die möglichen Gefahren für die menschliche Gesundheit, die entstehen, wenn der Mensch diesen Stoffen ausgesetzt wird, sind gut belegt. Daher sind Zinkoxidpartikel, die diese Mengen von Spurenmetallen enthalten, für die topische Anwendung auf der menschlichen Haut nicht akzeptabel.
Das größere Bewußtsein der Öffentlichkeit für die schädlichen Wirkungen übermäßiger Sonnenbestrahlung führte daher zu einer stärkeren Verwendung von Sonnenschutzprodukten, welche bei den Personen, die durch ihren Beruf und/oder ihre Freizeitaktivitäten einer nennenswerten Sonnenbestrahlung ausgesetzt sind, mit einer Nachfrage nach verbesserten Sonnenschutzstoffen, die nicht die oben beschriebenen Nachteile aufweisen, verbunden ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue, verbesserte, kosmetisch akzeptable, physikalische Sonnenschutzstoffe anzugeben, die befähigt sind, ultraviolette Strahlung in höherem Maße zu absorbieren, um die Haut des Anwenders vor Schädigungen durch die Bestrahlung mit Sonnenstrahlen aus diesem Wellenlängenbereich zu schützen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Sonnenschutzprodukte anzugeben, wobei Sonnenschutzstoffe des oben beschriebenen Typs verwendet werden, die befähigt sind, die UV-A-Strahlung und UV-B-Strahlung wirksam zu absorbieren und die dabei ein im sichtbaren Bereich im wesentlichen transparentes Aussehen auf der Hautoberfläche behalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, im sichtbaren Bereich transparente, physikalische Sonnenschutzmittel anzugeben, die keine nachteiligen chemischen Reaktionen auf der Haut des Anwenders verursachen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verschiedene verbesserte kosmetische Formulierungen anzugeben, welche die hier beschriebenen, aus Partikeln bestehenden Sonnenschutzmaterialien enthalten, welche dem Anwender einen erhöhten Sonnenschutz bieten.
Nach einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung deshalb Sonnenschutzmittel, die mikronisierte Partikel von Zinkoxid zum Sonnenschutz enthalten, welche in einem dermatologisch geeigneten, flüssigen Träger, vorzugsweise in Form einer Emulsion, suspendiert sind. Die Größe der erfindungsgemäß verwendbaren mikronisierten Zinkoxidpartikel beträgt bis zu ungefähr 0,2 um. Die von der Anmelderin hergestellten mikronisierten Partikel werden nach bekannten Verfahren so hergestellt, daß die resultierenden Partikel akzeptable, d. h. verminderte Mengen von Spurenmetallen, wie Cadmium, Arsen, Quecksilber, Blei und dergleichen, aufweisen, wobei diese Mengen in der unten angegebenen Tabelle 1 angegeben sind. Die Mengen sind wesentlich niedriger als die Mengen, die in den oben beschriebenen Partikeln vorliegen, welche in der Gummiindustrie verwendet werden, wo die Toxizität nicht von Belang ist.
Die Partikel der Anmelderin, welche die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung erforderlichen Mengen dieser Spurenmetalle aufweisen, werden daher in der vorliegenden Beschreibung als im wesentlichen 'rein' bezeichnet. Dieses im wesentlichen 'reine' Material ist damit geeignet, auf die menschliche Haut aufgetragen zu werden, da der Gehalt an Spurenmetallen auf oder unter den in der unten angegebenen Tabelle I dargelegten Niveaus gehalten wird, d. h. unter Werten, die wahrscheinlich gefährliche Wirkungen auf den Menschen haben.
Soweit es der Anmelderin bekannt ist, waren Zinkoxidpartikel der hier beschriebenen Größe und Morphologie mit solchen geringen Mengen von Verunreinigungen von Spurenmetallen im Stand der Technik bislang nicht bekannt. Es gab nämlich keine Nachfrage nach dieser im wesentlichen reinen Form von Zinkoxid, da die hier beschriebene Verwendung dieses im sichtbaren Bereich transparenten Schutzmaterials gegen die UV-Strahlung der Sonne bisher von den Personen, die auf dem Gebiet des Sonnenschutzes oder der Kosmetik arbeiten, nicht in Betracht gezogen wurde.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die im wesentlichen 'reinen' Zinkoxidpartikel der Anmelderin so geformt, daß sie eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt aufweisen. Diese Form wird deshalb bevorzugt, weil sie sich auf der Haut des Anwenders glatt anfühlt. Es wurde jedoch festgestellt, daß auch verschiedene weitere kristalline Formen, wie Nadeln, Rhomboide und dergleichen, einen akzeptablen Schutz gegen die UV-Strahlung bieten. Wenngleich also wie oben angegeben kugelförmige Partikel besonders bevorzugt werden, können diese anderen kristallinen Formen in den erfindungsgemäßen Formulierungen ebenfalls verwendet werden. Auf der Grundlage der optischen Eigenschaften der im wesentlichen reinen, mikronisierten Zinkoxidpartikel, die von der Anmelderin entwickelt wurden, bleiben Sonnenschutzprodukte, die mit diesem Material gebildet wurden, im sichtba ren Bereich auf der Haut transparent, wobei sie zugleich einen größeren Anteil der UV-A-Strahlung und UV-B-Strahlung absorbieren, als dies vorher bei Verwendung von Sonnenschutzzusammensetzungen des Standes der Technik möglich war, ohne daß dabei durch transdermale Absorption irgendwelche nachteiligen Wirkungen entstehen. Dieses Ergebnis kann mit dem einzigen weiteren herkömmlich verwendeten Metalloxid, d. h. mit Titandioxid, aufgrund der unterschiedlichen, d. h. weniger wirksamen, optischen Eigenschaften von Titandioxid, nicht erzielt werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Bildung eines physikalischen Sonnenschutzproduktes, das einen Sonnenschutzstoff aus Zinkoxid in Partikelform enthält, wobei die Partikel vorzugsweise kugelförmig sind und einen Durchmesser aufweisen, der eine Größenordnung über der 'Standardgröße' der Partikel liegt (d. h. größer als ungefähr 0,7 bis 0,9 um), welche in den oben beschriebenen Sonnenschutzzusammensetzungen des Standes der Technik verwendet werden. Die in dieser Ausführungsform verwendeten Partikel sind damit auch wesentlich größer als die mikronisierten Partikel, die für die Verwendung in der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurden, d. h. der Durchmesser der Partikel beträgt mindestens etwa 1 Mikrometer und vorzugsweise etwa 1 bis 100 Mikrometer. Bei Durchmessern von über etwa 100 um scheint sich die Leistungsfähigkeit dieses Materials in optischer Hinsicht ein wenig zu verschlechtern.
Es ist jedoch erforderlich, daß diese Partikel nach einem Verfahren, wie der chemischen Abscheidung aus der Gasphase (CVD), Sprühpyrolyse oder Sol-Gel-Partikelbildung, hergestellt werden, das zur Bildung symmetrischer, im wesentlichen 'optisch perfekter' Kristalle führt, welche im wesentlichen keine inneren Brüche und/oder andere physikalische Fehler aufweisen und eine relativ glatte äußere Oberfläche besitzen. Solche Kristalle weisen aufgrund ihrer Morphologie die geforderten optischen Eigenschaften für die Verwendung in den Sonnenschutzmitteln der vorliegenden Erfindung auf, d. h. sie absorbieren einen beträchtlichen Anteil der ultravioletten Strahlung, der sie ausgesetzt werden, wobei dieser Anteil wie oben angegeben größer ist als der Anteil, der bei der Verwendung von Sonnenschutzprodukten des Standes der Technik absorbiert wird, und bleiben dabei im sichtbaren Wellenlängenbereich transparent.
Auch die relativ großen Kristalle dieser Ausführungsform sind ferner wie oben beschrieben im wesentlichen rein und enthalten daher nur geringfügige Mengen der in der unten angegebenen Tabelle I aufgezählten Spurenmetalle. Durch die 'Reinheit' dieser Partikel werden Sonnenschutzmittel, welche dieses Sonnenschutzmaterial enthalten, für die topische Anwendung auf der menschlichen Haut geeignet, ohne daß die Gefahr einer transdermalen Absorption von Spurenmetallen besteht. Es werden im wesentlichen reine Zinkoxidpartikel in einen flüssigen Träger, wie beispielsweise die oben beschriebenen Emulsionen, eingebracht, um ein im sichtbaren Bereich transparentes Sonnenschutzmittel herzustellen, das einen wesentlichen Teil der ultravioletten Strahlung oder sogar die gesamte ultraviolette Strahlung absorbieren kann, die auf die Haut des Anwenders trifft, auf die dieses Material aufgetragen ist.
Alternativ hierzu können nach einer weiteren Ausführungsform die oben beschriebenen Zinkoxidpartikel in der Emulsion durch im sichtbaren Bereich transparente, UV-absorbierende Glaspartikel ersetzt werden. Die in dieser Ausführungsform verwendeten Glaspartikel weisen einen mittleren Durchmesser im Bereich von etwa 0,01 bis 100 Mikrometer auf. Ferner muß ihre äußere Oberfläche relativ glatt sein und sie dürfen im wesentlichen keine inneren Brüche oder andere physikalische Fehler aufweisen. Eine wohlbekannte optische Glaszusammensetzung, welche nachweislich die angestrebten Ergebnisse liefert, wird als Corning BK-7-Glas (d. h. Krone-7-Borosilicatglas) bezeichnet. Die Formulierung dieses Materials ist wohlbekannt und muß deshalb hier nicht beschrieben werden.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein physikalisches Sonnenschutzmittel, das mehrere kleine, im sichtbaren Bereich durchsichtige Kunststoffkugeln mit einem Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,01 bis 100 Mikrometer enthält. In den Kunststoff, der zur Bildung dieser Kugeln verwendet wird, werden eine oder mehrere UVabsorbierende Verbindungen, die unter verschiedenartigen, im Stand der Technik wohlbekannten Stoffen ausgewählt werden können, eingebracht, um die geeigneten optischen Fähigkeiten zu erhalten. Wenn die UV-absorbierende Verbindung in die Kunststoffkugeln eingebracht ist, kann sie nicht mehr mit der Haut reagieren oder von der Haut absorbiert werden. Diese UV-absorbierenden Kugeln werden dann in einem flüssigen Träger, wie der oben angegebenen Emulsion, dispergiert, um eine im sichtbaren Bereich transparente Sonnenschutzlotion zu bilden, die topisch aufgetragen werden kann, um zu verhindern, daß ultraviolette Strahlung die Haut des Anwenders erreicht.
Die oben beschriebenen aus Partikeln bestehenden Materialien zur Verwendung in erfindungsgemäßen Sonnenschutzmitteln können ferner durch bekannte Mischverfahren in verschiedene kosmetische Produkte, wie Lippenstift, Lidschatten, Makeup, Feuchtigkeitscreme, Rouge und dergleichen, eingebracht werden, um Kosmetika zu bilden, welche die darunterliegende Haut gut gegen Schäden durch die UV-Strahlung der Sonne schützen können.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bei der Auswahl der aus Partikeln bestehenden Materialien zur Verwendung bei der Bildung der 1) Sonnenschutzprodukte und 2) kosmetischen Formulierungen der Anmelderin, welche die erfindungsgemäßen Sonnenschutzstoffe enthalten, müssen drei optische Eigenschaften, d. h. die Absorption, die Reflexion und die Refraktion dieser Materialien, berücksichtigt werden.
Bezüglich der ersten Eigenschaft, also der optischen Absorption, ist die Feststellung ausreichend, daß dieser Parameter für die Zwecke der vorliegenden Erfindung durch eine charakteristische optische Energie definiert ist, die als Energie der 'Bandlücke' bezeichnet wird. Halbleitermaterialien, wie die hier beschriebenen Metalloxide, im sichtbaren Bereich transparente Gläser (beispielsweise BK- 7) und UV-absorbierende Kunststoffe, sind für Wellenlängen über dem Wert dieser Bandlücke durchlässig, während sie Energie mit einer Wellenlänge unter der Energie der Bandlücke absorbieren. Es werden daher vorzugsweise Materialien verwendet, deren Energie der Bandlücke so ist, daß sie im sichtbaren Bereich durchsichtig bleiben, während sie Licht mit Wellenlängen unter ungefähr 400 nm, d. h. Licht im ultravioletten Bereich, absorbieren.
Die optische Reflexion und Refraktion sind die beiden weiteren Eigenschaften, die berücksichtigt werden müssen, um die Leistungsfähigkeit der aus Partikeln bestehenden Materialien, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden, vorherzusagen. Bezüglich dieser Eigenschaften ist es zunächst wichtig zu beachten, daß die Fähigkeit von Partikeln, Licht zu reflektieren, von der Oberflächenmorphologie des Materials, aus dem die Partikel bestehen, von dem Winkel des auf die Oberfläche des Materi als eintreffenden Lichts und von dem Unterschied im Brechungsindex des Materials und des umgebenden Mediums beeinflußt wird. Je näher der Brechungsindex des aus Partikeln bestehenden Materials nämlich an dem Brechungsindex des Mediums, in dem das Material suspendiert ist, liegt, um so geringer wird der sichtbare Kontrast sein. Grundmassen von Formulierungen für die Verwendung auf der menschlichen Haut weisen typischerweise einen Brechungsindex von höchstens etwa 1,6 auf, während der Brechungsindex von Titandioxid bei etwa 2,5 und der Brechungsindex von Zinkoxid bei etwa 1,9 liegt. Durch diesen Unterschied ist es möglich, Zinkoxid leichter mit einer geeigneten Grundmasse zu vermengen, ohne daß es dabei deutlich zu den sichtbaren optischen Eigenschaften des Gemisches beiträgt.
Ferner streuen Partikel, d. h. Kristalle, mit rauher Oberfläche, inneren Brüchen oder anderen physikalischen Fehlern einfallendes Licht stärker als glatte Partikel und/oder Partikel, die keine solchen Brüche oder Fehler aufweisen. In der vorliegenden Erfindung werden daher bevorzugt Partikel verwendet, die eine im wesentlichen glatte Oberfläche und keine nennenswerten inneren Brüche und Fehler aufweisen. Dadurch können die Sonnenschutzprodukte, die mit diesen Sonnenschutzmaterialien hergestellt sind, einen beträchtlichen Anteil der Wellenlängen des UV-Bereichs, denen der Anwender ausgesetzt ist, absorbieren und dabei auf der Hautoberfläche im wesentlichen transparent bleiben.
Erfindungsgemäß wird bevorzugt das im wesentlichen reine Zinkoxid der Anmelderin, d. h. Zinkoxid mit einem minimalen, in der unten angegebenen Tabelle 1 dargelegten Metallgehalt, verwendet, um den plötzlichen Übergang vom Reflektor zum Absorber auszunutzen, den Zinkoxid mit einer Energie der Bandlücke, die einer Wellenlänge von etwa 385 nm entspricht, d. h. im wesentlichen an der Grenze zwischen dem UV-Bereich und dem sichtbaren Bereich, erfährt. Dieser Wert der Energie der Bandlücke unterscheidet sich deutlich von dem Wert von Titandioxid, das bei Übergang in den ultravioletten Bereich nicht die gleiche scharfe Änderung der Transmission zeigt (siehe beispielsweise Brown, Harvey E., Zinc Oxide: Properties and Applications, S. 11-12 (1976)).
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Zinkoxid gegenüber Titandioxid in den erfindungsgemäßen Sonnenschutzmitteln besteht darin, daß Zinkoxid wesentlich billiger ist als Titandioxid, so daß mit der Verwendung dieses Materials der Anmelderin eine deutliche Kosteneinsparung erzielt wird. Wie oben angegeben enthalten die im wesentlichen reinen mikronisierten Zinkoxidpartikel der Anmelderin ferner eine Menge von Spurenmetallen, die wesentlich geringer ist als die Menge, die typischerweise in den zu speziellen Zwecken mikronisierten Partikeln dieses Materials vorliegt. Wie oben erörtert ist die Verwendung von solchem mikronisierten Zinkoxid des Standes der Technik aufgrund der Toxizität dieses Materials, welche von den relativ hohen Konzentrationen darin enthaltener Spurenmetalle herrührt, nicht möglich.
Die Anmelderin hat in Bezug auf die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß ihre (unten beschriebenen) im wesentlichen reinen mikronisierten Zinkoxidpartikel (deren Durchmesser bis ungefähr 0,2 um beträgt) nach Dispersion in einem dermatologisch geeigneten, flüssigen Träger in Form einer farblosen Emulsion beim Auftragen auf die menschliche Haut ein im sichtbaren Bereich transparentes Sonnenschutzmittel bilden. Diese Formulierung kann die UV-Strahlung, welcher der Anwender ausgesetzt ist, zu einem beträchtlichen Anteil oder sogar vollständig absorbieren. Wie oben angegeben liegen diese Zinkoxidpartikel vorzugsweise kugelförmig vor, damit sich das Produkt 'glatt' anfühlt und leichter auf die Haut aufgetragen werden kann; es können aber auch nicht-kugelige Partikel, wie Nadeln, Quader, Rhomboide und dergleichen, zweckdienlich sein, obwohl sie nicht bevorzugt werden.
Obwohl mikronisierte Zinkoxidpartikel wie oben angegeben im Stand der Technik für spezielle Anwendungen in der Gummiindustrie bekannt sind, enthalten diese Partikel große Mengen, d. h. mehr als 200 ppm, toxischer Verunreinigungen von Spurenmetallen. Diese Spurenmetalle umfassen Blei, Cadmium, Quecksilber und Arsen, die bekanntlich alle eine Gefahr für die menschliche Gesundheit darstellen. Im Gegensatz dazu enthalten die von der Anmelderin zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung entwickelten 'im wesentlichen reinen' Zinkoxidpartikel sowohl in Form mikronisierter Partikel, als auch in Form der oben beschriebenen, größeren, 'optisch perfekten' Partikel höchstens die folgenden Mengen der nachfolgend aufgeführten Spurenmetalle:

Tabelle I

Blei < 20 ppm
Arsen < 3 ppm
Cadmium < 15 ppm
Quecksilber < 1 ppm
Auch nach intensiver Sichtung der Fachliteratur wurden der Anmelderin keine Lehren oder Anregungen bekannt, Zinkoxidpartikel des hier beschriebenen Typs in den von der Anmelderin betrachteten Anwendungen, nämlich als ein Bestandteil 1) transparenter Sonnenschutzmittel oder 2) kosmetischer Zusammensetzungen, die einen erhöhten Schutz gegenüber Sonnenstrahlung bieten können, zu verwenden. Die Verwendung der im wesentlichen reinen Partikel der Anmelderin in der angegebenen Art bietet daher hinsichtlich der Fähigkeit dieses Materials, den Anwender gegen die Wirkungen der Sonnenstrahlung, die Wellenlängen im UV-Bereich enthält, zu schützen, völlig unerwartete Ergebnisse.
Geeignete Träger zur Bildung der oben beschriebenen Emulsion umfassen SD-Alkohol (denaturierter Alkohol; Specially Denaturated Alcohol), Lanolin, Glycerylstearat, Kakaobutter, Sorbitansesquioleat, Propylenglykol, Mineralöl, Isopropylmyristat, Petrolatum und Acrylpolymere. Es können ferner Gemische von zwei oder mehreren dieser Stoffe verwendet werden. Diese Stoffe sind im Stand der Technik als 'dermatologisch geeignet' bekannt, d. h. sie verursachen oder begünstigen keine nachteiligen Reaktionen auf der Haut des Anwenders.
Die Menge des Trägers muß nur ausreichend sein, um beim Auftragen auf die Haut eine gleichmäßige Dispersion der Partikel zu erzielen, damit eine ausreichende Abdeckung der Haut mit dem UV-absorbierenden Material sichergestellt ist. Das aus Partikeln bestehende Material umfaßt vorzugsweise höchstens ungefähr 20 Masse-% und vorzugsweise ungefähr 1 bis 10 Masse-% der Gesamtmasse der Emulsion. Dieser Konzentrationsbereich ist nur dadurch nach unten begrenzt, daß eine ausreichende Menge des aus Partikeln bestehenden Materials enthalten sein muß, damit die Formulierung die angestrebte Menge von UV-Strahlung absorbieren kann. In einigen Fällen können sogar Konzentrationen von weniger als etwa 1 Masse-% der Gesamtmasse der Zusammensetzung zweckdienlich sein.
Durch den Vergleich der optischen Leistungsfähigkeit der Partikel von mikronisiertem Zinkoxid, d. h. Zinkoxid mit 'großer Oberfläche', mit einem Durchmesser von bis zu ungefähr 0,2 um mit der optischen Leistungsfähigkeit, die bei der Verwendung von Partikeln dieses Materials mit 'Standardgröße' (mit einem Durchmesser von über etwa 0,7 bis 0,9 um) erhalten wird, welche typischerweise in derzeit verfügbaren Sonnenschutzzusammensetzungen mit Zinkoxid eingebracht sind, hat die Anmelderin festgestellt, daß, da die Größe der mikronisierten Partikel deutlich unter der Größe liegt, die für die wirksamste Lichtstreuung notwendig ist, eine Schicht von solchen mikronisierten Partikeln, die in einem geeigneten flüssigen Träger, wie einer oben beschriebenen, aus einem dermatologisch geeigneten Träger hergestellten Emulsion, dispergiert sind, einen ausreichend hohen Anteil sichtbaren Lichts durchläßt, um im sichtbaren Bereich transparent zu erscheinen, und dabei dennoch für UV-Strahlung im wesentlichen undurchlässig bleibt.
Eine zweite Ausführungsform der Sonnenschutzmittel der Anmelderin umfaßt im wesentlichen reine, vorzugsweise kugelförmige Zinkoxidpartikel mit einem Durchmesser, der im wesentlichen um mindestens eine Größenordnung größer ist als der Durchmesser der Zinkoxidpartikel mit 'Standardgröße', die bei den oben beschriebenen Sonnenschutzzusammensetzungen des Standes der Technik verwendet werden, und der um etwa zwei Größenordnungen größer ist, als der Durchmesser der mikronisierten Zinkoxidpartikel. Der Durchmesser der für die Verwendung in dieser Ausführungsform der Erfindung bevorzugten Zinkoxidpartikel beträgt mindestens 1 Mikrometer und vorzugsweise etwa 5 bis 20 Mikrometer. Das obere Ende dieses Wertebereichs ist nicht kritisch, so daß der Durchmesser der Partikel bis zu 50 oder sogar 100 Mikrometer betragen kann. Ferner müssen die Partikel nicht kugelförmig sein, wenngleich diese Form bevorzugt wird, weil dadurch die Sonnenschutzzusammensetzung leichter auf die Haut aufgetragen werden kann, wenn die Zinkoxidpartikel in einem flüssigen Träger, wie der oben genannten Emulsion, dispergiert sind. Die Konzentration dieser Partikel in der Emulsion entspricht im wesentlichen der Konzentration für die Ausführungsform, bei der mikronisiertes Zinkoxid verwendet wird, d. h. sie liegt bei ungefähr 1 bis 20 Masse-% und vorzugsweise bei ungefähr 1 bis 10 Masse-%.
Wie oben angegeben ist der Wert der Energie der Bandlücke von Zinkoxid so, daß es ungefähr an der Grenze zwischen sichtbarem Licht und ultraviolettem Licht von transparent in opak übergeht. Wenn jedoch die Zinkoxidpartikel rauhe Oberflächen besitzen oder innere Brüche oder andere physikalische Fehler aufweisen, tragen diese Eigenschaften wie bereits oben angegeben zur Streuung von einfallendem Licht bei, so daß ein Sonnenschutzmittel, das aus einem solchen Material besteht, im sichtbaren Bereich nicht transparent ist.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten werden die im wesentlichen reinen Zinkoxidpartikel der Ausführungsform durch Anwendung eines Verfahrens der chemischen Dampfabscheidung ('CVD') gebildet, das zur Bildung symmetrischer Zinkoxidpartikel mit einem Durchmesser innerhalb des oben angegebenen Bereichs führt, welche auf der Hautoberfläche im sichtbaren Bereich transparent erscheinen und dabei befähigt bleiben, einen beträchtlichen Anteil der UV- Strahlung, der sie ausgesetzt sind, zu absorbieren. Diese Partikel werden daher von der Anmelderin als für die Zwecke der Erfindung im wesentlichen 'optisch perfekt' betrachtet.
In dem bei der vorliegenden Erfindung angewandten CVD- Verfahren werden als Zinkquelle Zusammensetzungen in Form von Dämpfen in einen erwärmten Reaktionsraum eingebracht, d. h. in eine Kammer, in der sie mit Sauerstoff, der typischerweise in Gasform zugeführt wird, reagieren, um die oben beschriebenen Zinkoxidpartikel, d. h. Zinkoxidpartikel mit einer Größe im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 100 Mikrometer, zu bilden. Die Antriebskraft für diese Reaktion kann die exotherme Bildungsenergie des Zinkoxidproduktes selbst sein, oder diese Energie kann statt dessen von äußeren Quellen, wie thermischer Plasmaenergie oder Radiofrequenz (RF)-Plasmaenergie bereitgestellt werden. Das gesamte Verfahren kann automatisiert und rechnergesteuert werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Bei dem von der Anmelderin angewandten CVD-Verfahren können als Zinkquelle spezieller Zusammensetzungen, wie Zinkacetat, Zinkchlorid, Zinkoxalat oder organo-metallische Zinkverbindungen, wie Dimethylzink ('DMZ') und Diethylzink ('DEZ'), verwendet werden. Die Anmelderin hat festgestellt, daß aus Zinkoxid, welches unter Anwendung von CVD aus einer organo-metallischen Zinkquelle gebildet wird, Partikel erhalten werden, die bei relativ niedrigen Wachstumstemperaturen, d. h. Temperaturen unter 500ºC, hohe Wachstumsraten aufweisen, weshalb diese Zinkquelle bevorzugt wird. Bei den verwendeten Zinkquellen handelt es sich daher vorzugsweise um DMZ und DEZ, wohingegen das Oxidationsgas unter gasförmigem Wasser, Sauerstoff und Alkohol ausgewählt sein kann.
Da es sich sowohl bei DEZ, als auch bei DMZ um Flüssigkeiten handelt, sind sie vor der Verwendung in einer herkömmlichen Waschflasche enthalten, die typischerweise auf etwa 20ºC gehalten wird, woraufhin sie später über ein Trägergas, wie Stickstoff oder Argon, welches durch die Flüssigkeit hindurchperlen gelassen wird, zu dem Reaktor überführt werden. Auf eine ähnliche Weise wird Wasserdampf in den Reaktor eingebracht. Die als Zinkquelle und Oxidationsmittel dienenden Stoffe werden durch getrennte Düsen in die heiße Reaktionskammer eingespritzt, wo sie sich vermischen und unter Bildung der Zinkoxidpartikel miteinander reagieren. Zur vollständigen Oxidation des Zink sollte das Verhältnis des Oxidationsgases zu dem organo-metallischen Zink über ungefähr 7 : 1 und vorzugsweise bei etwa 10 : 1 liegen. Die Reaktionstemperatur kann im Bereich von ungefähr 180 bis un gefähr 500ºC liegen, wobei der Bereich von etwa 300 bis 400ºC bevorzugt wird. Der Reaktionsdruck kann im Bereich von 1 Torr bis ungefähr 760 Torr liegen. Zur Vereinfachung der Vorrichtung wird jedoch Atmosphärendruck bevorzugt.
Die angestrebte Größe der Zinkoxidpartikel wird durch (1) Beeinflussung der Menge der verwendeten Reaktanten beispielsweise durch ein Steuergerät für den Massendurchsatz, und (2) die Verweildauer dieser Materialien im Reaktor erzielt. Das Verhältnis zwischen diesen Parametern ist so, daß beispielsweise eine Erhöhung der Zeitdauer, während derer sich die Reaktanten in der Reaktionskammer befinden, zu einer proportionalen Größenzunahme der so gebildeten Zinkoxidpartikel führt. Die resultierenden, im wesentlichen reinen Zinkoxidpartikel mit einem Durchmesser im Bereich von ungefähr 1 bis 100 Mikrometer besitzen eine im wesentlichen glatte äußere Oberfläche und weisen ferner im wesentlichen keine inneren Brüche und/oder andere physikalische Fehler auf. Wenn es gewünscht ist, kann ferner ein Antireflex-Überzug, beispielsweise aus Siliciumoxid, auf die Oberfläche dieser Partikel aufgebracht werden, um die optische Reflexion von den Grenzflächen Material/Medium zu verringern, wodurch die Partikel für sichtbares Licht noch transparenter werden.
Anstelle des oben beschriebenen CVD-Verfahrens können für die Bildung akzeptabler Zinkoxidpartikel alternativ auch weitere herkömmliche Verfahren, wie Sprühpyrolyse (siehe beispielsweise Eberspacher et al., 'Pyrolysis of ZnO Film Deposited Onto InP By Spray Pyrolysis', Thin Solid Films, 136 (1986, S. 1-10)) oder Sol-Gel-Partikelbildung, angewandt werden, wobei diese beiden Verfahren dem Fachmann wohlbekannt sind.
Wenngleich Zinkoxid und weitere Metalloxid-Zusammensetzungen in Form relativ dicker, im sichtbaren Bereich transparenter Schichten, welche beispielsweise bei der Bildung von Wärmespiegeln in architektonischen Anwendungen und als transparente elektrische Leiter für solarelektrische Anwendungen verwendet werden, bereits früher kommerziell genutzt wurden, ist es ist ferner wichtig zu beachten, daß die vorliegende Erfindung die Bildung und die Verwendung voneinander getrennter, dispergierter, im wesentlichen reiner Zinkoxidpartikel in einem flüssigen Träger zur Verwendung als im sichtbaren Bereich transparentes, UV-absorbierendes Sonnenschutzmittel betrifft. Der Einschluß solcher 'optisch relativ perfekten', im sichtbaren Bereich transparenten, UV-absorbierenden Zinkoxidpartikel in Sonnenschutzzusammensetzungen des hier beschriebenen Typs wurde nach Kenntnis der Anmelderin im Stand der Technik noch nie betrachtet.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können anstelle der oben beschriebenen 1 bis 100 um großen Zinkoxidpartikel im sichtbaren Bereich transparente Glaspartikel mit einer Energie der Bandlücke bei etwa 400 nm, wodurch sie UV-Licht absorbieren können, während sie für sichtbares Licht im wesentlichen durchlässig bleiben, in dem Träger dispergiert werden. Der Durchmesser der Glaspartikel, die für die Verwendung in der Erfindung bevorzugt werden, kann im Bereich von 0,01 bis 100 Mikrometer liegen. Diese Glaspartikel müssen ferner eine im wesentlichen glatte äußere Oberfläche aufweisen und dürfen im wesentlichen keine inneren Brüche und andere Fehler haben. Es kann ein beliebiges optisches Glas, das den oben angegebenen Anforderungen entspricht, verwendet werden, wenngleich Borosilicat-Gläser, wie das oben beschriebene, im sichtbaren Bereich transparente Corning BK-7-Material, für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugt werden. Die oben beschriebenen Antireflex-Überzüge können auch zur Be schichtung der optisch aktiven Glaspartikel des hier beschriebenen Typs verwendet werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Sonnenschutzlotion, die mehrere im Handel erhältliche Kunststoffpartikel enthält, welche vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, kugelförmig sind, einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 0,01 bis 100 um aufweisen und zum Teil aus einem im sichtbaren Bereich transparenten Kunststoff bestehen. Solche Kunststoffe sind im Stand der Technik wohlbekannt und können beispielsweise Acrylverbindungen, wie Polymethylmethacrylat ('PMMA'); Styrolpolymere; Copolymere von Styrol und Acrylverbindungen; Styrol-Acrylnitril ('SAN'); Polycarbonat; Methylpenten; Terpolymere von Acrylnitril, Butadien und Styrol ('ABS') sowie Allyldiglykolcarbonat ('ADC') sein. Die Erfindung sollte jedoch nicht auf die Verwendung dieser Kunststoffe eingeschränkt werden, da beliebige im sichtbaren Bereich transparente Kunststoffe für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sofern diese Kunststoffe die angestrebten optischen Eigenschaften aufweisen oder, wie unten beschrieben, modifiziert werden können, um diese Eigenschaften aufzuweisen, damit sie im sichtbaren Bereich transparent werden und jedoch UV-Strahlung absorbieren können.
Zur Steuerung der Eigenschaften dieser Kunststoffe zur UV- Absorption können während der Bildung der Kugeln ein oder mehrere Zusatzstoffe für die UV-Absorption, die auch als 'UV-Stabilisatoren' bekannt sind, in den Kunststoff, der zur Herstellung dieser Kugeln verwendet wird, eingebracht werden. Obwohl es im Stand der Technik bereits zuvor bekannt war, UV-Stabilisatoren in Kunststoffsubstrate einzuarbeiten, wie beispielsweise bei der Bildung großer Bahnen aus UV-absorbierendem Kunststoff, war es bisher nicht bekannt, solche UV-Stabilisatoren in kleine Kunststoffkugeln des hier beschriebenen Typs für die Verwendung bei Sonnenschutzanwendungen einzubringen. Solche UV-Zusatzstoffe sind im Stand der Technik wohlbekannt (siehe beispielsweise Modern Plastic Encyclopedia 1976-1977, S. 222-227 und 708-709 sowie das U.S. Patent Nr. 4,882,143, Spalte 7, Zeilen 61- 65, von Kadokura et al.) und sie umfassen Materialien, wie Derivate von Salicylsäure, Benzoesäure, Zimtsäure und Benzophenon, Benzotriazone, Arylester, substituierte Acrylnitrile, Metallkomplexe und anorganische Pigmente. Die Erfindung sollte jedoch nicht auf die Verwendung dieser speziellen Stoffe eingeschränkt werden, da beliebige UV-Zusatzstoffe, die den beabsichtigten Zweck erfüllen, d. h. UV- Strahlung absorbieren, in den Formulierungen, die in Bezug auf diese Ausführungsform der Erfindung beschrieben sind, verwendet werden können.
Die Einarbeitung dieser Zusatzstoffe in die oben beschriebenen Kunststoffkugeln dient dazu, die im sichtbaren Bereich transparenten Kunststoffkugeln zur Absorption von UV- Strahlung zu befähigen. Nach Dispersion dieser transparenten, UV-absorbierenden Kugeln in einem flüssigen Träger, wie der Emulsion, die mit Bezug auf die Ausführungsform der Erfindung, bei der im wesentlichen reine Partikel von mikronisiertem Zinkoxid verwendet werden, beschrieben ist, in einer Konzentration im Bereich von ungefähr 1 bis 20 Masse- % der Emulsion und bevorzugter im Bereich von ungefähr 1 bis 10 Masse-% kann die resultierende Formulierung topisch auf die Haut des Anwenders aufgetragen werden, worauf sie im sichtbaren Bereich transparent bleibt und dabei einen beträchtlichen Anteil der UV-Strahlung, welcher der Anwender ausgesetzt ist, absorbiert.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können die oben beschriebenen, aus Partikeln bestehenden Sonnenschutzmaterialien, die in die erfindungsgemäßen topischen Sonnen schutzmittel eingearbeitet werden, ferner in verschiedenartige kosmetische Produkte, wie beispielsweise Lippenstift, Lidschatten, Makeup, Feuchtigkeitscreme, Rouge und weitere Pflegeprodukte eingebracht werden, um das Vermögen dieser Formulierungen zu erhöhen, die darunterliegende Haut des Anwenders gegen die schädlichen Wirkungen der UV-Strahlung zu schützen. Diese Materialien können mit bekannten Mischmethoden, wie mit einem Henschel-Mischer, einem Bandmischer, einem Mischer mit Zwillingsantrieb oder ähnlichen Vorrichtungen, mit der kosmetischen Grundmasse vermengt werden.
Die in den erfindungsgemäßen kosmetischen Formulierungen vorliegende Menge dieses aus Partikeln bestehenden Materials macht höchstens ungefähr 20 Masse-% und vorzugsweise etwa 1 bis 10 Masse-% aus. Noch bevorzugter macht das aus Partikeln bestehende Sonnenschutzmaterial weniger als 1 Masse-% der Gesamtmasse der Formulierung aus.
Die oben beschriebenen kosmetischen Formulierungen können ferner verschiedenartige Hilfsstoffe enthalten. Diese Hilfsstoffe sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden zugegeben, um die ihnen eigenen Funktionen zu erfüllen. Die bevorzugten Hilfsstoffe schließen Stoffe wie Verdikkungsmittel, Weichmacher, Überfettungsmittel, Mittel für die Wasserfestigkeit, Emollentien, Netzmittel und oberflächenaktive Stoffe sowie Konservierungsmittel, Antischaummittel, Parfums und deren Gemische oder beliebige weiter kompatible Inhaltsstoffe, die herkömmlich in der Kosmetik verwendet werden, ein.

Claims

1. Transparente topische Sonnenschutzmittel zum Schutz der Haut gegen UV-Strahlung, die ein im sichtbaren Bereich transparentes Mittel enthalten, um UV-Strahlung zu absorbieren, welches physiologisch inert ist und unter einem der folgenden Mittel ausgewählt ist:

(a) mehreren im sichtbaren Bereich transparenten mikronisierten Zinkoxidpartikeln mit einem mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 0,2 um, die weniger als 20 ppm Blei, weniger als 3 ppm Arsen, weniger als 15 ppm Cadmium und weniger als 1 ppm Quecksilber enthalten,

(b) mehreren im sichtbaren Bereich transparenten Zinkoxidpartikeln mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 100 um, die weniger als 20 ppm Blei, weniger als 3 ppm Arsen, weniger als 15 ppm Cadmium und weniger als 1 ppm Quecksilber enthalten,

(c) mehreren im sichtbaren Bereich transparenten UV- absorbierenden Glaspartikeln mit einer Bandlücke von etwa 400 nm und einem mittleren symmetrischen Partikeldurchmesser im Bereich von 0,01 bis 100 um, wobei die Partikel eine glatte äußere Oberfläche und keine inneren Brüche und Fehler aufweisen, oder

(d) mehreren im sichtbaren Bereich transparenten Kunststoffkugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 0,01-100 um, wobei in den. Kunststoff mindestens ein UV-Stabilisator eingearbeitet ist,

wobei das Mittel in einem dermatologisch kompatiblen Träger in einer Menge dispergiert ist, die wirksam ist, um die Haut, auf die die Formulierung aufgetragen wur de, vor schädlichen Wirkungen der UV-Strahlung zu schützen.

2. Topische Sonnenschutzmittel nach Anspruch 1, wobei der dermatologisch kompatible Träger unter SD-Alkohol, Lanolin, Glycerylstearat, Kakaobutter, Sorbitansequioleat, Propylenglykol, Mineralöl, Isopropylmyristat, Petrolatum, Acrylpolymeren oder deren Gemischen ausgewählt ist.

3. Topische Sonnenschutzmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das im sichtbaren Bereich transparente Mittel in dem in Form einer Emulsion vorliegenden Träger dispergiert ist.

4. Topische Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das im sichtbaren Bereich transparente Mittel weniger als 20 Gew.-% der Formulierung ausmacht.

5. Topische Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei das im sichtbaren Bereich transparente Mittel weniger als 10 Gew.-% der Formulierung ausmacht.

6. Transparente Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der mittlere Durchmesser der Zinkoxidpartikel im Bereich von 1 bis 20 um liegt.

7. Transparente Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die im sichtbaren Bereich transparenten Zinkoxidpartikel mit einer mittleren Teilchengröße von 1-100 um mit einer Antireflexbeschichtung zur Verminderung der optischen Reflexion beschichtet sind.

8. Topische Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der mittlere Teilchendurchmesser der im sicht baren Bereich transparenten UV-absorbierenden Glaspartikel im Bereich von 1-20 um liegt.

9. Transparente Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 8, wobei die im sichtbaren Bereich transparenten UV-absorbierenden Glaspartikel mit einer Antireflexschicht zur Verminderung der optischen Reflexion beschichtet sind.

10. Transparente Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, 8 und 9, wobei das UV-absorbierende Glas ein Borosilicatglas ist.

11. Transparente Sonnenschutzmittel nach Anspruch 10, wobei das Borosilicatglas das Krone-7-Borosilicatglas ist.

12. Transparente Sonnenschutzmittel nach Anspruch 9, wobei die Antireflexschicht aus Siliciumoxid besteht.

13. Topische Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei der im sichtbaren Bereich transparente Kunststoff ausgewählt ist unter Acrylverbindungen, Styrolpolymeren, Copolymeren von Styrol und Acrylverbindungen, Styrol-Acrylnitril, Polycarbonaten, Methylpenten, Terpolymeren von Acrylonitril, Butadien und Styrol oder Allyldiglykolcarbonat.

14. Topische Sonnenschutzmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 13, wobei der mindestens vorliegende eine UV-Stabilisator unter den substituierten 2-Hydroxybenzophenonen, Benzotriazonen, Arylestern, substituierten Acrylnitrilen, Metallkomplexen oder anorganischen Pigmenten ausgewählt ist.

15. Kosmetische Produkte, die das im sichtbaren Bereich transparente Mittel zur Absorption von UV-Strahlung nach Anspruch 1 enthalten.

16. Kosmetische Produkte nach Anspruch 15, wobei das im sichtbaren Bereich transparente Mittel zur Absorption von UV-Strahlung in einem Mengenanteil im Bereich von 1-10 Gew.-% vorliegt.

17. Kosmetische Produkte nach Anspruch 15, wobei das im sichtbaren Bereich transparente Mittel zur Absorption von UV-Strahlung weniger als 1 Gew.-% des Gesamtgewichts des Produktes ausmacht.

18. Kosmetisches Produkt nach Anspruch 15, das ferner mindestens einen Zusatzstoff enthält, der unter den Verdickungsmitteln, Weichmachern, Überfettungsmitteln, Mitteln für die Wasserfestigkeit, Konservierungsmitteln, Antischaummitteln, Parfums oder deren Gemischen ausgewählt ist.