DE102008000406A1

DE102008000406A1 - Behältnisse für kosmetische und dermatologische Produkte

Info

Publication number: DE102008000406A1
Application number: DE102008000406A
Authority: DE
Inventors: Stephan Ruppert; Stefan Biel; Oliver Sperber; Paul Baacke
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: Beiersdorf AG
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-04-09
Also published as: WO2009043572A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Behältnisse und Applikatoren für kosmetische und dermatologische Produkte, deren Quelleigenschaften durch Oberflächenbehandlung modifiziert wurden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Behältnisse und Applikatoren für kosmetische und dermatologische Produkte, deren Quelleigenschaften durch Oberflächenbehandlung modifiziert wurden.
Kosmetische und dermatologische Zubereitungen werden zunehmend komplizierter. Waren die Grundlagen für kosmetische und dermatologische Zubereitungen in der Vergangenheit einfache Emulsionssysteme, so werden heutzutage eine ganze Palette von kosmetischen und dermatologischen Wirk- und Hilfsstoffen in die Zubereitungen eingearbeitet. Auch die Emulsionsgrundlagen basieren auf zunehmend komplexeren Emulgatorsystemen, die einen entscheidenden Beitrag zur Produktperformance liefern.
Die früher gebräuchlichen Applikationsformen als Krem oder Lotion wurde in den letzten Jahrzehnten durch neue Applikationsformen wie zum Beispiel Pumpsprays und Roll-on erweitert. Die dazu eingesetzten Packmittel sind damit nicht mehr die klassische Glasflasche oder Blechdose, sondern in der Regel Kunststoff-Behältnisse und -Applikatoren.
Glas stellt für moderne kosmetische und dermatologische Zubereitungen immer noch ein ideales Behältermaterial dar, da es nur in sehr seltenen Fällen mit den Inhaltsstoffen wechselwirkt und keinerlei Diffusion von Inhaltsstoffen in das Glas erfolgt.
Durch die eingeschränkten Gestaltungsmöglichkeiten und die Bruchanfälligkeit und das hohe Gewicht von Glas ist der Einsatz jedoch rückläufig und es wird auf moderne Materialien wie Kunststoffe zurückgegriffen. Die aus Kostengründen für Massenprodukte verwendbaren Kunststoffe haben jedoch den Nachteil, das relativ häufig Wechselwirkungen mit den Zubereitungen auftreten. Neben der Reaktion des Kunststoffes mit dem Inhalt, ist die Diffusion von Zubereitungsbestandteilen in und durch den Kunststoff das häufigste Problem.
Diffundieren Zubereitungsbestandteile durch die Behälterwandung hindurch, so verändert sich die Zubereitung in ihrem Mischungsverhältnis, was im schlimmsten Fall zum Verderb der Zubereitung führen kann. Die Lagerstabilität ist damit eingeschränkt und kann zu Absatzschwierigkeiten führen. Um dieses Problem zu lösen werden in besonderen Fällen mehrschichtig aufgebaute Behälter, wie zum Beispiel Laminattuben oder mehrschichtige Flaschen, verwendet. Diese stellen eine befriedigende aber teure Lösung dar. Wenn Zubereitungsbestandteile in den Kunststoff hineindiffundieren geht dies im Allgemeinen mit einer Quellung, das bedeutet einer Volumenzunahme, des Kunststoffes einher, da sich das Polymernetzwerk aufweitet. Tritt eine Quellung bei mechanisch beanspruchten Teilen auf, kann dies zum Versagen der Mechanik führen, da zum Beispiel die mechanische Belastbarkeit herabgesetzt ist oder durch Passungenauigkeiten ein Funktionieren verhindert wird. Insbesondere bei Lotion-/Spraypumpen oder Roll-on Applikatoren führt eine Quellung unweigerlich zur Unbrauchbarkeit. Auch bei Applikatorsystemen für streichfähige Zubereitungen, wie zum Beispiel Mascara oder Nagellack, führt ein Quellen des Applikators zur Veränderung des Auftragsergebnisses.
Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es preisgünstige Behältnisse und Applikatoren zur Verfügung zu stellen, deren Diffunsionsbariereeigenschaften und insbesondere deren Quelleigenschaften eine Verwendung für kosmetische oder dermatologische Zubereitungen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Verwendung von oberflächenbehandelten Behältnissen und Applikatoren erreichet, wobei durch die Oberflächenbehandlung eine funktionale Schicht zumindest auf den zubereitungsberührenden Oberflächen erzeugt wird.
Eine Oberflächenbehandlung im Sinne der erfindungsgemäßen Verwendung, ist die Behandlung der entsprechenden Oberfläche mit reaktiven Stoffen, Ionen oder elektrischen Entladungen.
In allen Fällen laufen auf den Kunststoffoberflächen chemische Reaktionen ab, bei denen die Polymermoleküle modifiziert werden. Die Modifikationen können sich durch Bindungsbruch und/oder Bindungsschließung äußern, insbesondere die Addition an oder Oxidation von Doppelbindungen, die Substitution von Wasserstoffatomen durch funktio nelle Gruppen oder die Reduktion von Hydroxygruppen stellen erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungen dar.
Ganz besonders vorteilhaft ist es die Oberfläche durch Fluorierung oder Plasma-/Koronabehandlung in modifizierter Atmosphäre zu modifizieren. Die dadurch aufgebauten wenige μm starken funktionellen Dünnschichten beeinträchtigen die normalen Materialeigenschaften wir Festigkeit, Farbe, Elastizität nicht, führen jedoch zu deutlich verbesserten Diffusionsbarriereeigenschaften und Quellverhalten.
Die Modifikation von Kunststoffoberflachen durch Plasma-/Koronabehandlung ist an sich bekannt, jedoch werden hier in der Regel keine modifizierten Atmosphären eingesetzt. Ziel dieser herkömmlichen Modifizierungen ist es, die Bedruck- und Etikettierbarkeit von Oberflächen zu verbessern. Eine solche Behandlung wird daher auch nur auf den äußeren Oberflächen durchgeführt und nicht an den mit Zubereitung benetzten Oberflächen. Auch ist auch Stand der Technik, die Oberflächen von Kraftstofftanks zu fluorieren, um bessere Diffusionsbarriereeigenschaften zu erhalten. Für Kraftstoffe werden jedoch von vorn herein HDPE Materialien mit coextrudiertem Schichtaufbau ausgewählt, die nur sehr geringe Diffusion zulassen und keine Quellung aufweisen. Bei Kraftstofftanks handelt es sich nicht um Massenprodukte wie bei Behältnissen und Applikatoren für kosmetische und dermatologische Zubereitungen, so das der Einsatz von hochpreisigen Materialien kein Problem ist.
Im Sinne der erfindungsgemäßen Verwendung ist es daher oberflächenbehandelte Behältnisse aus Polyethylen (PE, insbesondere HDPE und LDPE), Polypropylen (PP) und Polyethylentherephthalat (PET) zu verwenden.
Als modifizierte Atmosphäre für die Plasma-/Koronabehandlung ist es vorteilhaft Gemische aus Ammoniak (NH₃) oder Wasserstoff (H₂) mit einem Innertgas, insbesondere Stickstoff (N₂), zu verwenden.
Applikatoren im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise

– Pumpen, ganz besonders Lotionpumpen oder Sprühpumpen,
– Schleppkolbenspender bzw. Schubkolbenspender, bei denen die Zubereitung durch Verschiebung eines Kolbens aus dem Behältnis gefördert wird bzw. das hinausbeförderte Volumen durch das Verschieben eines Kolbens ausgeglichen wird.
– Flüssigkeitsapplikatoren, ganz besonders Roll-on Applikatoren, welche eine Auftragskugel aufweisen, die in einem Fitment gehalten wird,
– Pinsel oder Bürsten, ganz besonders Nagellackpinsel und Mascarabürsten,
– Schwämme aus offen- oder geschlossenporigen Polymeren, insbesondere Polyurethan,
– Pads aus Watte oder Vliesmaterialien, insbesondere Microfasermaterialien,

Ganz besonders vorteilhaft ist es, die in den Applikatoren gleitend miteinander in Kontakt stehenden Bauteile zumindest an ihren Gleitflächen eine modifizierte Oberfläche der erfindungsgemäßen Art aufweisen, insbesondere Kolben und Zylinder in Pumpen und Auftragskugel und Fitment in Roll-on Applikatoren.
Bei Pinseln, Bürsten, Pads und Schwämmen führt eine Oberflächenmodifikation der erfindungsgemäßen Art zusätzlich zu einer besseren und vollständigeren Abgabe der zu applizierenden Zubereitung. Auch wird die Restentleerung bei auf der Innenseite oberflächenbehandelten Behältnisse besser, da die Zubereitungen besser von der Wandung ablaufen.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Verwendung für kosmetische oder dermatologische Zubereitungen die mindestens eine Substanz aus der Gruppe A enthalten, da diese besonders häufig zur Quellung führen.
Die Gruppe (A) umfasst: C12-C15-Alkylbenzoat, aromatische Fettsäureester, 1,3,4,6,7,8-Hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-gamma-2-benzopyran, Cetylalkohol, Dicaprylether, Dioctylcarbonat, 2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol, 2-Acetonapthone-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethyl, 2-Isobutyl-4-hydroxy-4-methyltetrahydropyran, 2-tert-Pentylcyclohexylacetat, 3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-ol, 3-Methyl-5-phenyl-1-pentanol, 7-Acetyl-1,1,3,4,4,6-hexamethyltetralin, Adipinsäurediester, alpha-Amylcinnamaldehyd, alpha-Isomethylionon, Alpha-Methylionon, Amyl C Butylphenylmethylpropionalcinnamal, Amylcinnamylalkohol, Amylsalicylat, Anisalkohol, Benzoin, Benzylacetat, Benzylalkohol, Benzylbenzoat, Benzylcinnamat, Benzylsalicylat, Bergamotöl, bitteres Orangenöl, Butylphenylmethylpropioal, Cardamomöl, Cedrol, Cinnamal, Cinnamylalkohol, Citral, Citronellol, Citronellylmethylcrotonat, Citronenöl, Coumarin, Diethylsuccinat, Dimethicone, d-Limonene, Ethylenbrassylate, Ethyllinalool, Eugenol, Evernia Furfuracea Extract, Evernia Prunastri Extract, Farnesol, Geraniol, Glycerin, Guajakholzöl, Heliotropin, Hexylcinnamal, Hexylsalicylat, Hydroxycitronellal, Hydroxyisohexyl 3- Cyclohexencarboxaldehyde, Isoeugenol, Isoparaffin, Lavendelöl, Lemonenöl, Limonen, Linalool, Linalylacetat, Mandarinenöl, Menthyl PCA, Methyl-2 Octynoat, Methylbenzoat, BHT, Methylcedrylketone, Methyldihydrojasmonate, Methylheptenon, Muskatnussöl, p-t-Butyl-alpha-methyldihydrocinnamic aldehyde, Rosmarinöl, süßes Orangenöl, Paraffinöl, Phenoxyethanol, Silikonöl, Terpineol, Tonkabohnenöl, Triethylcitrat, Vanillin.
Insbesondere Isoparaffin, C12-C15-Alkylbenzoat, Phenoxyethanol, Glycerin, Dioctylcarbonat, Dicaprylether, Parffinöl, Dimethicone, Cetylalkohol.
Vergleichsversuche zu unbehandelten Polymerproben haben gezeigt, das die Quellung in vielen Fällen auf weniger als ein Zehntel gesenkt werden kann.
Dazu wurden stabförmige Materialproben eines Kunststoffmaterials (Durchmesser 5 mm, Höhe 2 mm) im Vakuum wie unten erläutert fluoriert und anschließend ausgewogen (Ausgangsmasse) und für 7 Tage bei 40°C in einer der Substanzen der Gruppe A (Lösungsmittel) gelagert. Anschließend wurde, nachdem die Materialproben durch Abtrocknen von Lösungsmittelresten befreit wurden, die Endmasse festgestellt. Das Ergebnis ist für drei unterschiedliche Kunststoffmaterialien in Tabelle 1 wiedergegeben. Zum Vergleich dienten unfluorierte Proben so wie sie beim Spritzgußprozeß direkt erhalten werden.

Fluorierung: Die Probekörper werden nach einer Reinigung von anhaftenden Schmutzpartikeln mit angewärmter Luft getrocknet und in die Fluorierungskammer verbracht. Die Fluorierung erfolgt nachdem die Kammer auf < 1 mbar evakuiert wurde durch Begasung mit Fluor/Stickstoff (Gemisch 10% Fluor, 90% Stickstoff) bei einem Absolutdruck von 600 mbar und 60°C innerhalb von 2 Stunden. Restliches Fluor wird durch Evakuieren und Spülen mit Luft entfernt. Tabelle 1:

Polymer	Lösungsmittel	unfluoriert [%]-Gew.-zunhame	fluoriert [%]-Gew.-zunhame	Verhältnis Gew.-zunahme fluoriert/unfluoriert
Lupolen 1800S [LDPE]	Isoparaffin	11,88	1,01	0,08
	C12-C15-Alkylbenzoat	7,46	1,15	0,15
	Phenoxyethanol	0,13	0,04	0,29
	Glycerin	0,20	0,02	0,09
	Dioctylcarbonat	6,27	0,40	0,06
	Dicaprylether	10,37	2,89	0,28
	Paraffinöl	9,81	0,11	0,01
HP501M [PP]	Isoparaffin	12,75	0,39	0,03
	C12-C15-Alkylbenzoat	3,00	0,14	0,05
	Phenoxyethanol	0,33	0,17	0,51
	Glycerin	0,17	0,09	0,55
	Dioctylcarbonat	7,56	0,12	0,02
	Dicaprylether	10,93	0,43	0,04
	Paraffinöl	2,48	0,20	0,08
	Dimethicone	0,22	0,15	0,69
Hostalen GD7255 [HDPE]	Isoparaffin	5,61	0,11	0,02
	C12-C15-Alkylbenzoat	4,93	0,12	0,02
	Phenoxyethanol	0,46	0,17	0,37
	Dioctylcarbonat	4,34	0,24	0,06
	Dicaprylether	5,69	0,63	0,11
	Paraffinöl	3,83	0,25	0,07

Claims

Verwendung von oberflächenbehandelten Behältnissen und Applikatoren zur Bereitstellung und Applikation von kosmetischen und/oder dermatologischen Zubereitungen, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Oberflächenbehandlung eine funktionale Schicht zumindest auf den zubereitungsberührenden Oberflächen erzeugt.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung durch Fluorierung erfolgt ist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung durch Plasma- oder Koronabehandlung in modifizierter Atmosphäre erfolgt ist.
Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das als modifizierte Atmosphäre eine Gemisch aus Ammoniak (NH₃) oder Wasserstoff (H₂) mit einem Inertgas Verwendung findet.
Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Stickstoff (N₂) ist.
Verwendung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bereitgestellte oder applizierte kosmetische und/oder dermatologische Zubereitung mindestens eine Substanz aus der Gruppe A enthält, wobei die Gruppe A umfasst: C12-C15-Alkylbenzoat, aromatische Fettsäureester, 1,3,4,6,7,8-Hexahydro-4,6,6,7,8,8-hexamethylcyclopenta-gamma-2-benzopyran, Cetylalkohol, Dicaprylether, Dioctylcarbonat, 2,6-Dimethyl-7-octen-2-ol, 2-Acetonapthone-1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-2,3,8,8-tetramethyl, 2-Isobutyl-4-hydroxy-4-methyltetrahydropyran, 2-tert-Pentylcyclohexylacetat, 3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-ol, 3-Methyl-5-phenyl-1-pentanol, 7-Acetyl-1,1,3,4,4,6-hexamethyltetralin, Adipinsäurediester, alpha-Amylcinnamaldehyd, alpha-Isomethylionon, Alpha- Methylionon, Amyl C Butylphenylmethylpropionalcinnamal, Amylcinnamylalkohol, Amylsalicylat, Anisalkohol, Benzoin, Benzylacetat, Benzylalkohol, Benzylbenzoat, Benzylcinnamat, Benzylsalicylat, Bergamotöl, bitteres Orangenöl, Butylphenylmethylpropioal, Cardamomöl, Cedrol, Cinnamal, Cinnamylalkohol, Citral, Citronellol, Citronellylmethylcrotonat, Citronenöl, Coumarin, Diethylsuccinat, Dimethicone, d-Limonene, Ethylenbrassylate, Ethyllinalool, Eugenol, Evernia Furfuracea Extract, Evernia Prunastri Extract, Farnesol, Geraniol, Glycerin, Guajakholzöl, Heliotropin, Hexylcinnamal, Hexylsalicylat, Hydroxycitronellal, Hydroxyisohexyl 3-Cyclohexencarboxaldehyde, Isoeugenol, Isoparaffin, Lavendelöl, Lemonenöl, Limonen, Linalool, Linalylacetat, Mandarinenöl, Menthyl PCA, Methyl-2 Octynoat, Methylbenzoat, BHT, Methylcedrylketone, Methyldihydrojasmonate, Methylheptenon, Muskatnussöl, p-t-Butyl-alpha-methyldihydrocinnamic aldehyde, Rosmarinöl, süßes Orangenöl, Paraffinöl, Phenoxyethanol, Silikonöl, Terpineol, Tonkabohnenöl, Triethylcitrat, Vanillin.
Verwendung nach Anspruch mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die bereitgestellte oder applizierte kosmetische und/oder dermatologische Zubereitung mindestens eine Substanz aus der Gruppe B enthält, wobei die Gruppe B umfasst: Isoparaffin, C12-C15-Alkylbenzoat, Phenoxyethanol, Glycerin, Dioctylcarbonat, Dicaprylether, Parffinöl, Dimethicone, Cetylalkohol.
Behältnisse für kosmetischen und/oder dermatologischen Zubereitungen, aufweisend eine zumindest partiell durch Fluorierung und/oder Plasma-/Koronabehandlung modifizierte Oberfläche.
Behältnisse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zubereitungsberührenden Oberflächenanteile, insbesondere die Innenwand, durch Fluorierung modifiziert ist.
Behältnisse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zubereitungsberührenden Oberflächenanteile, insbesondere die Innenwand, durch Plasma-/Koronabehandlung modifiziert ist.
Applikatoren für kosmetischen und/oder dermatologischen Zubereitungen, aufweisend eine zumindest partiell durch Fluorierung und/oder Plasma-/Koronabehandlung modifizierte Oberfläche.
Applikator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikator eine Lotionpumpe, eine Sprühpumpe, ein Roll-on Applikator, ein Pinsel, eine Bürste, ein Schwamm oder eine Pad ist.
Applikator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gleitend miteinander in Kontakt stehenden Bauteile zumindest an ihren Gleitflächen eine modifizierte Oberfläche aufweisen, insbesondere Kolben und Zylinder in Pumpen und Auftragskugel und Fitment in Roll-on Applikatoren.