防晒制品的制作方法

专利名称：防晒制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于化妆品用和局部药用的防紫外组合物。
暴露在日光下所引起的后果是众所周知的。因此，皮肤暴露在UVA线和UVB线下会导致例如晒斑、过早衰老和皮肤癌。
市售的防晒制品通常含有能够反射和/或吸收紫外线的成分。这些成分包括例如氧化锌和二氧化钛等无机氧化物以及有机防晒剂。
比起由日光引起的其它较少有自我感觉的后果来说，公众通常更关注日光引起的明显后果，即引起皮肤变红的晒斑。因此，以防晒因子(SPF)来评定这类市售的防晒组合物。该方法是与未经处理的皮肤相比较，测量涂有一层组合物的皮肤变红所需时间。因此，SPF为20是指与未经处理的皮肤相比，涂有一层2mg/cm2的组合物的皮肤需要20分钟才会变红。这一变红效果主要由UVB线引起。对UVA线的效果尚无公认的相应因子，尽管后者更能引起长期损伤。
大多数有机防晒剂仅吸收一部分UVA-UVB光谱的光线，其结果是，如果想达到遮蔽全部UVA-UVB光谱的防护效果，通常需要使用各种有机防晒剂的组合。一些有机防晒剂和防晒组合物中的其它成分对紫外线是稳定的，但是另一些却是光敏的和/或被紫外线激发后可以降解，和/或诱导组合物中的另一成分降解。
二氧化钛和氧化锌通常配制成“微粉化”或“特细”(20-50nm)颗粒(所谓微反射物(microreflector))，因为根据Rayleigh定律，尺寸小于入射光波长的10％的颗粒可以散射光线，因此散射光强度与波长的四次方呈反比。因此，比起波长更长的可见光，它们更多地散射UVB线(其波长从280nm或290nm至315/320nm)和UVA线(其波长从315/320nm至400nm)，从而防止晒斑，尽管在皮肤上是看不见的。
然而，二氧化钛和氧化锌也能有效吸收紫外线，通过最初形成的电子空穴对而导致形成过氧化物和氢氧根，并进而开始破坏组合物中的其它成分。锐钛矿型和金红石型的TiO2晶体都是半导体，其带隙能量分别约为3.23eV和3.06eV，相当于约385nm和400nm(1eV相当于8066cm-1)的光。有确凿证据表明，TiO2能增加对有机防晒剂(包括防UVA的有机防晒剂，例如阿伏苯宗(avobenzone))的降解。已经进行了努力，通过涂层来降低TiO2和ZnO的副作用，但是涂层却并非总是有效的。
为什么大多数防晒剂并不具有持久的效果(即SPF因子基本保持恒定)，其原因主要是因为有机防晒剂被光降解，和/或受到防晒组合物中其它成分的负面影响(一旦当后者接触紫外线时)。
现在，已经令人惊奇地发现，按照本发明，如果组合物也含有已掺杂另一元素和/或还原氧化锌的氧化锌或二氧化钛时，可以减缓有机防晒剂和其它对降解敏感的成分的降解。换句话讲，通过在化妆品用组合物或局部药用组合物中使用这些掺杂或还原材料，而不是使用通常的二氧化钛或氧化锌，将可能或者提供比等量有机防晒剂更好的防紫外线的组合物，或者提供具有同样的防紫外线效果、但含有更少量的有机防晒剂的组合物。确实，可以通过加入掺杂和/或还原材料，来提供具有全天保护作用的防晒制品。
因此，本发明提供适合于化妆品用或局部药用的紫外防晒化妆品组合物，所述组合物包含适量的一种或多种有机成分和适量的TiO2和/或ZnO，所述有机成分是光敏的和/或降解的和/或其中降解是由所述组合物中的另一成分所诱导的，而TiO2和/或ZnO中已掺杂一种或多种其它元素(通常是第二种元素)和/或还原氧化锌，该组合物的紫外吸收损失率与具有相同配方只是不含有掺杂另一元素或还原氧化锌的所述TiO2和/或ZnO的组合物的紫外吸收损失率相比，至少要少5％。因此，如果紫外吸收损失率(在紫外暴露期间)至少相对于UVA和/或UVB光谱的比例为X，则适量的光敏的和/或被组合物中的另一成分降解的有机成分具有的所述损失率为Y(其中Y大于X至少5％)，而适量的掺杂TiO2和/或ZnO和/或还原氧化锌将所述损失率从Y降至X。
本发明也提供掺杂TiO2/ZnO或还原氧化锌的用途，用以降低防紫外化妆品组合物中一种或多种有机紫外防晒剂或其它光敏成分或被组合物中另一种成分降解的成分的浓度，并且用以降低含有一种或多种防紫外的有机防晒剂的防晒组合物的紫外吸收损失率。本发明还提供一种提高有机防晒组合物效果(改进其稳定性)的方法，所述有机防晒组合物包含一种或多种光敏的和/或降解的和/或其中降解是由该组合物中的另一成分所诱导的成分，所述方法包括向该组合物中加入掺杂TiO2/ZnO和/或还原氧化锌。有时，降解产物(分解的化学物质)是有毒的。因此，本发明也提供减少紫外防晒组合物中的有毒化合物产生的方法，所述方法包括向该组合物中加入掺杂TiO2/ZnO和/或还原ZnO。
“适合于化妆品用或局部药用的紫外防晒组合物”是指任何具有防紫外的防晒活性的化妆品组合物或局部药用组合物，也就是说，包括其主要功能可以不是防晒的组合物。术语“局部药用”是用于在术语“化妆品”不能延伸到具有药用效果的组合物的某些限制范围内。可以理解，掺杂TiO2/ZnO或还原ZnO可以是具有紫外防晒活性的组合物中的唯一成分，意即该组合物不一定含有防紫外的有机防晒剂。可以理解，该组合物也可含有不掺杂或不还原的TiO2和/或ZnO。
光敏有机成分或者可被组合物中的另一成分降解的有机成分通常是紫外防晒剂。尽管可以使用允许紫外吸收损失的所有有机防晒剂，但是本发明对在UVA区以及UVB区有吸收的试剂特别有用。
然而，其它有机成分也可能对自由基攻击敏感，其降解成分可以诱导紫外防晒剂的降解。
如上所述，有机防晒剂的紫外吸收通常随时间而降低。相比之下，TiO2或ZnO的紫外吸收不随时间而降低。因为TiO2和ZnO在UVA区和UVB区都有吸收，而有机防晒剂通常更具有波长特异性，所以可以看到UVA/UVB吸收率可随时间而增加。当使用掺杂TiO2/ZnO，而不使用同样数量的不掺杂TiO2/ZnO时，变化率降低。这是因为随着时间增加，掺杂材料会增强有机防晒剂的性能。因此，对于UVA防晒剂，UVA吸收随时间的损失是减少的(即当有掺杂材料时，UVA反应更稳定)，所以比率的变化率减少。因此，当起始吸收率为X/Y时，它变为 其中当使用掺杂材料时，x越小，其结果是变化率越小。对于UVB防晒剂，由于更稳定的UVB反应，所以变化率也会减少。
吸收的损失率可以通过如下方法来测定用合适波长的紫外线照射规定厚度的有或没有掺杂TiO2和/或ZnO的组合物样品，并且通过测定组合物在给定时间内(通常为60分钟)的紫外吸收，将在该时间段内的时间对所述波长作图，然后测定曲线下的面积，由此可计算损失率。显而易见，曲线下面积越小，损失越小。认为UVA吸收波长为320-400nm，尤其是340-390nm。
因为紫外吸收损失的任何减少都是有利的，所以通常希望掺杂氧化物的存在会减少紫外吸收率至少5％，优选至少10％，更优选至少15％，特别是至少20％，最优选至少40％。
本发明的另一特征在于这一事实掺杂TiO2/ZnO通常是有颜色的。其结果是，使用这样的掺杂材料使得组合物吸收更多照射在其上的可见光，意即更少的可见光能透射到达皮肤。此外，在某些国家，彩色配方是有利的。在日本，在亮肤组合物中，在遮盖底层皮肤的颜色不均匀时使用粉红颜色。在印尼，黄色颜色被认为是有吸引力的。尽管颜色是很浅的，但可以通过涂层颗粒和/或通过控制杂质浓度而获得，这两方面均在下文有论述。
可以通过常规试验，测定主晶格中其它元素的最佳用量，在一些实施方案中用量最好是足够低的，使得颗粒无色。通常可使用低至0.1摩尔％或更低(例如0.05摩尔％)、或高达1摩尔％或以上(例如5摩尔％或10摩尔％)。典型浓度为0.5-2摩尔％(重量)。
氧化物颗粒的掺杂剂优选锰(特别优选例如Mn2+，但特别是Mn3+)、钒(例如V3+或V5+)、铬和铁，以及可以使用的其它金属，包括镍、铜、锡、铝、铅、银、锆、锌、钴、镓、铌(例如Nb5+)、锑(例如Sb3+)、钽(例如Ta5+)、锶、钙、镁、钡、钼(例如Mo3+、Mo5+或Mo6+)以及硅。优选锰为Mn3+，钴为Co2+，锡为Sn4+以及Sn2+。这些金属可以单独加入，或者2种或3种或更多种混合加入。这些掺杂氧化物的更多细节可参见WO99/60994以及WO01/40114。
这些颗粒可通过制备掺杂氧化物和盐的任一标准方法来获得。因此，它们可通过烘焙技术来获得，即将主晶格(TiO2/ZnO)颗粒和呈盐(例如氯化物)或含氧阴离子(例如高氯酸根或硝酸根)形式的第二成分的溶液(通常是水溶液)或悬浮液混合，然后对其进行烘焙(通常在至少300℃的温度下)。可用于制备掺杂材料的其它途径包括描述于J.Mat.Sci.(1997)36，6001-6008所述类型的沉淀方法，其中将掺杂盐溶液和主体金属(Ti/Zn)的醇盐溶液混合，然后将混合溶液加热至醇盐转变成氧化物。持续加热，直至得到掺杂材料的沉淀为止。制备方法的更多细节可在前述专利说明书中找到。
也可通过火焰热解或者通过等离子体途径，获得掺杂TiO2或掺杂ZnO，在所述途径中将合适水平的含混合金属前体暴露在火焰或等离子体中，得到所需产物。
已知二氧化钛的金红石型要比锐钛矿型的光稳定性更好，因此优选二氧化钛的金红石型。
可以通过在还原气氛下加热氧化锌颗粒，容易地获得还原氧化锌颗粒(即相对于氧离子来说具有过量锌离子的颗粒)，所述还原氧化锌颗粒吸收紫外线、尤其是吸收波长小于390nm的紫外线，并重发射绿光，优选在约500nm。人们知道，还原氧化锌颗粒含有对应于电子和/或正电荷空穴颗粒表面的最小迁移的还原氧化锌，所以，当该颗粒在含水环境下暴露在紫外线下时，如上所述，将基本上减少氢氧根的产生。
还原气氛可以是氧含量减少或氢含量增加的空气，但最好是氢气和惰性气体(例如氮气或氩气)的混合物。通常，氢气浓度为1-20％，尤其是5-15％(体积)，并具有平衡的惰性气体，尤其是氮气。优选还原气氛为约10％的氢气和约90％的氮气(体积)。在该气氛中，将氧化锌在500-1000℃(通常为750-850℃，例如约800℃)加热5-60分钟，通常为10-30分钟。通常加热至约800℃，约20分钟。
据信，还原氧化锌颗粒在吸收核中具有过量的Zn2+离子。这些是定域态，该状态可在带隙中存在。其进一步讨论可见WO 99/60994。
该颗粒的平均初级颗粒大小通常约为1-200nm，例如约1-150nm，优选约1-100nm，更优选约1-50nm，最优选约20-50nm。最好选择颗粒大小，以避免让终产物着色。因此，经常使用纳米粒。然而，在一个实施方案中，可以使用略微大些的颗粒，例如100-500nm，通常100-400mm或450mm，尤其是150-300nm，特别是200-250nm的颗粒。这些颗粒对例如皮肤缺陷提供了良好的覆盖性，而没有不可接受的皮肤变白。
当颗粒基本上为球形时，则颗粒大小可以用直径来表示。然而，本发明也包括非球形颗粒，在此情况下颗粒大小是指最大尺寸。
本发明使用的氧化物颗粒可具有无机或有机涂层。例如该颗粒可以被例如铝、锆或硅、尤其是硅等元素的氧化物涂层。金属氧化物颗粒也可以带有一种或多种有机材料涂层，所述材料例如多元醇、胺类、链烷醇胺、聚合有机硅化合物(例如RSi[{OSi(Me)2}xOR1]3，其中R为C1-C10烷基，R1为甲基或乙基，而x为4-12的整数)、亲水聚合物(例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、羧甲基纤维素和黄原胶)或表面活性剂例如TOPO。所述涂层至少在某种程度上对掺杂颗粒所具有的任何颜色可起到遮蔽效果。
本发明的组合物通常供化妆品用，可以是例如唇膏，膏霜类等形式的抗衰老护肤组合物，包括抗皱配方皮肤角质层剥离制剂，包括擦洗剂、膏霜类和洗剂，以扑面粉和膏霜等形式的皮肤增白组合物，包括乳油和乳液在内的手用制剂，保湿制剂，护发素、香波和发蜡以及发用掩蔽剂(hair mask)和凝胶剂等护发组合物，包括擦剂、洗剂和凝胶剂在内的洁肤组合物，眼影剂和胭脂(blusher)，养肤液和血清以及洗涤用品，例如淋浴凝胶、沐浴用品，包括泡沫浴剂、浴油，优选防晒制品。就此而论，我们应指出的是，本文所用的术语“化妆品用紫外防晒组合物”包括用于皮肤的任何组合物，所述组合物可留在皮肤上，例如某些洗涤用品。本发明的组合物可用作防紫外线的任何常规配方。所述组合物也可以是适合于局部应用的药物组合物。所述组合物具体地讲可用于受紫外线负面影响而引起多形日光疹的皮肤病患者。
可用于本发明组合物的有机防晒剂包括任何常规防晒剂，所述防晒剂提供针对紫外线的保护作用，当如果没有其它光敏成分时，所述防晒剂是光敏的和/或被所述组合物中其它成分所降解。International Agency for Research on Cancer，Lyon，2001出版的IARCHandbook of Cancer Prevention，第5卷，Suncreens中列举了合适的防晒剂，包括(a)对氨基苯甲酸类(PABA)，(UVB吸收剂)酯及其衍生物，例如戊基二甲基-；乙基二羟基丙基-；乙基己基二甲基-；乙基-；甘油基-；和4-双-(聚乙氧基)-PABA；(b)肉桂酸类(UVB)，尤其是酯，包括肉桂酸甲酯和甲氧基肉桂酸酯，例如辛基甲氧基肉桂酸酯，乙基甲氧基肉桂酸酯，尤其是2-乙基己基对甲氧基肉桂酸酯，异戊基对甲氧基肉桂酸酯，或其与肉桂酸二异丙酯的混合物，2-乙氧基乙基-4-甲氧基肉桂酸酯，DEA-甲氧基肉桂酸酯(对甲氧基羟基肉桂酸酯的二乙醇胺盐)或α，β-二-(对甲氧基肉桂酰)-α′-(2-乙基己酰)-甘油，以及甲基肉桂酸二异丙酯；(c)二苯甲酮类(UVA)，例如2，4-二羟基-；2-羟基-4-甲氧基；2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基-；2，2′-二羟基-4-甲氧基-；′2，2′，4，4′-四羟基-；和2-羟基-4-甲氧基-4′-甲基-二苯甲酮，苯磺酸及其钠盐；2，2′-二羟基-4，4′-二甲氧基-5-磺基二苯甲酮钠和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；(d)二苯甲酰甲烷类(UVA)，例如丁基甲氧基二苯甲酰甲烷，尤其是4-叔丁基-4′-甲氧基二苯甲酰甲烷；(e)2-苯基苯并咪唑基-5-磺酸UVB和苯基二苯并咪唑基磺酸及其盐；(f)β，β-二苯基丙烯酸烷基酯类(UVB)，例如α-氰基-β，β-二苯基丙烯酸烷基酯，例如氰双苯丙烯酸辛酯；(g)三嗪类(UVB)，例如2，4，6-三苯胺基-(对羰基-2-乙基-己基-1-氧基)-1，3，5-三嗪以及辛基三嗪酮，例如乙基己基三嗪酮和二乙基己基丁酰胺基三嗪酮；(h)樟脑衍生物(通常UVB)，例如4-甲基亚苄基樟脑和3-亚苄基樟脑和对苯二亚甲基二樟脑磺酸(UVA)，亚苄基樟脑磺酸，樟脑苄基二甲基烷基二甲基硫酸铵和聚丙烯酰胺甲基亚苄基樟脑；(i)有机颜料防晒剂，例如亚甲基双-苯并三唑四甲基丁基酚；(j)基于硅氧烷的防晒剂，例如二甲桥二乙基亚苄基丙二酸；(k)水杨酸酯类(UVB)，例如二丙二醇-；乙二醇-，乙基己基，异丙基苄基-，甲基-，苯基-，3，3，5-三甲基-和TEA-水杨酸酯(2-羟基苯甲酸和2，2′，2″-氮川三(乙醇)的化合物)；(l)邻氨基苯甲酸酯类(UVA)，例如邻氨基苯甲酸薄荷酯以及bisymidazylate(UVA)，三月桂酸二烷基酯(UVB)，5-甲基-2-苯基苯并噁唑(UVB)和尿刊酸(UVB)。
有些化合物对UVA和UVB都有效。它们包括翱酚(anisotriazine)，亚甲基双苯并三唑基四甲基丁基-苯酚和2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑三硅氧烷(Mexoryl XL)。
通常，有机防晒剂在组合物中的浓度为基于组合物重量的0.1-20％，优选1-10％，尤其是2-5％(重量)。
在通常为水性的组合物中，优选金属氧化物的浓度约为0.5-20％(重量)，优选约1-10％(重量)，更优选约3-8％(重量)，特别是约4-7％，例如4-6％，例如约5％(重量)。
所述组合物可以呈以下形式，例如粘度通常为4000-10,000mPas的洗剂，例如增稠的洗剂、凝胶剂、囊状(vesicular)分散剂、膏霜类(通常是粘度为10,000-20,000mPas的流体膏霜，或粘度为20,000-100,000mPas的膏霜)、乳液、粉剂、固体棒剂，并可任选以气溶胶形式来包装，并以泡沫剂或喷雾剂形式提供。
所述组合物可含有该配方中使用的任何成分，包括脂肪物质，有机溶剂，硅氧烷，增稠剂，液体润肤剂和固体润肤剂，破乳剂(demulcent)，其它UVA防晒剂、UVB防晒剂或广谱防晒剂，消泡剂，丁羟基甲苯等抗氧化剂，乳酸以及碱(例如三乙醇胺或氢氧化钠)等缓冲剂，植物提取物(例如库拉索芦荟、矢车菊、金缕梅、接骨木花和黄瓜)，活性增强剂，增湿剂和保湿剂(例如甘油、山梨醇、2-吡咯烷酮-5-甲酸酯、邻苯二甲酸二丁酯、明胶和聚乙二醇)，香料，对羟基苯甲酸酯等防腐剂，表面活性剂，填充剂和增稠剂，螯合剂，阴离子聚合物、阳离子聚合物、非离子聚合物或两性聚合物或其混合物，推进剂，碱化剂或酸化剂，着色剂和粉料，包括金属氧化物颜料(其粒径为100nm-20000nm)，例如氧化铁以及常规(不掺杂)TiO2和ZnO。
化妆品组合物中的其它成分，例如某些表面活性剂，在紫外线的存在下可具有降解某些防晒剂的效果。也已知TiO2和ZnO能降解某些有机防晒剂，例如阿伏苯宗以及抗氧化剂(例如维生素A、B、C和E等维生素)和抗衰老因子(例如烟酰胺、视黄醇类(retenoid)、辅酶MEQ10等)。可以理解，在所述防晒制品中使用掺杂TiO2和/或ZnO和/或还原ZnO，是特别有用的。这是因为TiO2和ZnO通常具有正性紫外吸收效应。因此，通过使用掺杂TiO2和/或ZnO和/或还原ZnO，可以使用较少的抗氧化剂或者使制剂更耐久成为可能。
所述有机溶剂通常来自低级醇和多元醇，例如乙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇和山梨醇，以及二氯甲烷、丙酮、乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单乙基醚、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺和四氢呋喃。
所述脂肪物质可由以下物质组成油或蜡或其混合物、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇、凡士林、石蜡、羊毛脂、氢化羊毛脂或乙酰化羊毛脂、蜂蜡、地蜡和石蜡。
所述油通常来自动物油、植物油、矿物油或合成油，尤其是氢化棕榈油、氢化蓖麻油、凡士林油、石蜡油、Purcellin油、硅油例如聚二甲基硅氧烷和异构烷烃。
所述蜡通常是动物蜡、化石蜡、植物蜡、矿物蜡或合成蜡。所述蜡包括蜂蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蔗糖蜡或日本蜡、地蜡、褐煤蜡、微晶蜡、石蜡或硅酮蜡和树脂。
所述脂肪酸酯是例如肉豆蔻酸异丙酯、己二酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸辛酯、C12-C15脂肪醇苯甲酸酯(FINETEX的“FINSOLVTN”)、含有3摩尔氧化丙烯的氧基丙烯化肉豆蔻醇(WITCO的“WITCONOL APM”)、癸酸甘油三酯和辛酸甘油三酯(HULS的“MIGLYOL812”)。
所述组合物也可含有交联或非交联丙烯酸聚合物等增稠剂，特别是用多官能试剂交联的聚丙烯酸(例如GOODRICH公司的商品名为“CARBOPOL”的产品)、纤维素衍生物(例如甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素的钠盐)、或十六烷基十八烷醇和氧基乙烯化十六烷基十八烷醇(含有33摩尔氧化乙烯)的混合物。
水分散性二氧化钛与油分散性二氧化钛的重量比最好为1∶4至4∶1，优选1∶2至2∶1，理想的是约为相等重量的比例。
合适的润肤剂包括十八烷醇、单蓖麻酸甘油酯、水貂油、十六烷醇、异硬脂酸异丙酯、硬脂酸、棕榈酸异丁酯、硬脂酸异十六烷基酯、油醇、月桂酸异丙酯、月桂酸己酯、油酸癸酯、十八烷-2-醇、异鲸蜡醇、二十醇、二十二醇、棕榈酸十六烷基酯、硅油例如二甲基聚硅氧烷、癸二酸二正丁酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸异丙酯、硬脂酸丁酯、聚乙二醇、三乙二醇、羊毛脂、可可脂、玉米油、棉籽油、橄榄油、棕榈仁油、菜籽油、红花籽油、月见草油、大豆油、向日葵籽油、鳄梨油、芝麻油、椰子油、花生油、蓖麻油、乙酰化羊毛醇、凡士林油、矿物油、肉豆蔻酸丁酯、异硬脂酸、棕榈酸、亚油酸异丙酯、乳酸十二烷基酯、乳酸十四烷基酯、油酸癸酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯。
合适的推进剂包括丙烷、丁烷、异丁烷、二甲醚、二氧化碳、一氧化二氮。
合适的粉料包括白垩粉、滑石粉、漂白土、高岭土、淀粉、树胶、胶态二氧化硅聚丙烯酸钠、四烷基和/或三烷基芳基绿土铵(ammonium smectite)、化学改性硅酸铝镁、有机改性蒙脱土、水合硅酸铝、煅制二氧化硅、羧基乙烯聚合物、羧甲基纤维素钠、乙二醇单硬脂酸酯。
当本发明的组合物为防晒制品时，它们可以在溶剂或脂肪物质中呈悬浮剂或分散剂的形式，或者为乳剂(例如膏霜或乳液)，呈软膏剂、凝胶剂、固体棒剂或气溶胶泡沫剂形式。所述乳剂可以是水包油乳剂或油包水乳剂，还可含有包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂在内的乳化剂；对于油包水乳剂来说，其HLB通常为1-6，而对于水包油乳剂来说，希望HLB值更大，即＞6。通常含水量至多80％，一般5-80％(体积)。可以使用的具体乳化剂包括失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、甘油单油酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油单月桂酸酯、失水山梨醇倍半油酸酯、失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯(2)十八烷基醚、聚氧乙烯山梨糖醇蜂蜡衍生物、PEG 200二月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯(3.5)壬基酚、PEG 200单硬脂酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单月桂酸酯、PEG400二油酸酯、聚氧乙烯(5)单硬脂酸酯、聚氧乙烯(4)失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯(4)十二烷基醚、聚氧乙烯(5)失水山梨醇单油酸酯、PEG 300单油酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯(8)单硬脂酸酯、PEG 400单油酸酯、PEG 400单硬脂酸酯、聚氧乙烯(10)单油酸酯、聚氧乙烯(10)十八烷基醚、聚氧乙烯(10)十六烷基醚、聚氧乙烯(9.3)辛基酚、聚氧乙烯(4)失水山梨醇单月桂酸酯、PEG 600单油酸酯、PEG 1000二月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇羊毛脂衍生物、聚氧乙烯(12)十二烷基醚、PEG 1500二油酸酯、聚氧乙烯(14)月桂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯(20)十八烷基醚、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯(20)十六烷基醚、聚氧乙烯(25)氧基丙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯(23)十二烷基醚、聚氧乙烯(50)单硬脂酸酯和PEG4000单硬脂酸酯。或者，所述乳化剂可以是硅酮表面活性剂、尤其是带有聚氧乙烯和/或聚氧丙烯侧链的二甲基聚硅氧烷，其分子量通常为10,000-50,000，尤其是环状聚甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷的共聚多元醇。它们也可以是按照已知方法制备的离子或非离子两性脂质的囊状分散剂。
使用水分散性或油分散性二氧化钛或氧化锌(其中至少一个是掺杂的或者在还原氧化锌的情况下)，是有利的。已经发现，当将乳剂涂在皮肤上时，它会趋于分成油性区和非油性区。当水份蒸发时，油分散性颗粒将趋于存在于油性区，因而留下未受保护的区域。这可以通过在乳剂中的同时具有亲水性和疏水性的颗粒而避免，因此有些颗粒保留在亲水区，其余的颗粒保留在疏水区。
水分散性颗粒可以是无涂层的，或者被材料涂层而赋予该颗粒亲水性表面的特性。所述材料的实例包括氧化铝和硅酸铝。表现出疏水表面特性的油分散性颗粒适合涂布硬脂酸铝、月桂酸铝或硬脂酸锌等金属皂或有机硅化合物。
下面的实施例进一步说明本发明。
实施例1按照以下方法，评价防晒配方的降解方法样品的制备切取两条10mm×25mm的聚乙烯，厚度为12.5微米。
将聚乙烯条放置在距离石英玻片中心20mm处。
用吸管从约30ml防晒配方中吸取一滴，滴加到玻片中心。
在样品上小心放置第二片石英玻片，在聚乙烯条上将两片一起挤压，因而提供12.5μm厚度的样本。注意避免气泡。
照明使用经Schott WG320滤器过滤的氙灯，来进行照明。
使用在290nm和400nm之间标定的辐射分光计，读取光输出的基础读数。
测量通过作为空白的水样的光强度(Iq)(290-400nm)。仲夏时节，在中等纬度地区，通常会发现强度在290-400nm的范围内。
在零时(刚一放置在灯光下时)，测量通过样品的光强度(It)(290-400nm)，然后每10分钟测一次，共测1小时。
实验结束时，再读取一次光输出的基础读数，以保证光源保持稳定。
计算计算每一波长下防晒膜的透射值(K)
K＝It/Iq这可用来将每一时间点的波长对透射值作图，显示出每种防晒制品在照明过程中透射值的增加。
计算防晒制品在每一波长下的光吸收损失(D)，其等于防晒制品在T＝0到T＝t的吸收的比例D＝K0/Kt这可用来将波长对光吸收损失作图。该图可用于进行不同防晒制剂的比较。
通过测定每一时间点的该曲线下面积，也可以计算出总UVA吸收的变化率。
配方市售防晒因子5和因子10。它们具有以下成分。
斜体成分是活性防晒剂。
可通过掺入不同浓度的掺杂和不掺杂TiO2和ZnO来修改这些配方，并与未经修改的配方进行比较。
市售因子5水C12-15烷基苯甲酸酯甘油丁二醇二辛酸酯/癸酸酯十六/十八醇聚氧乙烯(20)醚硬脂酸甘油酯乙基己基三嗪酮丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷苯基二苯并咪唑四磺酸二钠PVP/十六烷基共聚物生育酚乙酸酯棕榈酸十六醇酯十六/十八醇十六/十八醇聚氧乙烯(12)醚苯氧基乙醇对羟基苯甲酸甲酯乙基己基甘油EDTA三钠柠檬酸钠柠檬酸PEG-4月桂酸酯PEG-4二月桂酸酯PEG-4碘丙炔基丁基氨基甲酸酯香料市售因子10水乙基己基甲氧基肉桂酸酯甘油十六/十八醇聚氧乙烯(20)醚丁二醇二辛酸酯/二癸酸酯C12-15烷基苯甲酸酯硬脂酸甘油酯乙基己基三嗪酮丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷苯氧基乙醇棕榈酸十六醇酯十六/十八醇十六/十八醇聚氧乙烯(12)醚
PVP/十六烷共聚物苯基/苯并咪唑磺酸盐生育酚乙酸酯对羟基苯甲酸甲酯乙基己基甘油EDTA三钠PEG-4月桂酸酯PEG-4二月桂酸酯PEG-4碘丙炔基丁基氨基甲酸酯BHT香料结果见附图，其中

图1显示对于因子10防晒配方，时间对UVA吸收的影响，该配方中已加入不掺杂或掺杂1％钒或锰的二氧化钛。
图2显示几种配方的平均损失百分率。
图3显示市售因子10配方从时间＝0到t＝60时在UVA区的吸收损失。
图4显示因子5配方的降解，该配方中已加入掺杂或不掺杂的二氧化钛。
图5显示市售因子10配方保持保护作用的比例，该配方中已加入不掺杂或掺杂1％锰或铁的氧化锌。
图6显示市售因子10配方的UVA吸收变化的平均值，该配方中已加入不掺杂或掺杂锰或铁的氧化锌。
图7显示相同组合物的UVA吸收变化的平均值，该组合物中已加入TiO2，而TiO2中已掺杂锰或有涂层；和图8比较了本发明组合物与两种市售组合物随波长而变的吸收。
由此可见，TiO2和ZnO的加入，降低了降解率，这部分是因为散射，部分是因为额外的吸收。具体地讲，掺杂锰和钒的TiO2或ZnO明显具有更大效应，因此降低了紫外保护的损失率。通过加入5％的类似物理性能的普通或还原ZnO，来修改市售因子10，并进行比较。如上所述，对这些材料进行照射。按时间来记录UVA吸收，总共达60分钟。含有还原氧化锌或普通氧化锌的每种配方在零时显示约2％的透射。然而，还原氧化锌却显示，随着对紫外线的暴露，UVA吸收损失率会降低，其对于普通氧化锌的损失率约为12％，而对于还原氧化锌的损失率约为8％。
实施例2对仅仅是加入的TiO2特性不同的配方进行比较，然后测定它们的吸光度。
该防晒配方基于Stanley Black的方法(www.sblack.com FormulaReference 1629)。
A相％w/w水 80.35丙二醇 2.00对羟基苯甲酸甲酯 0.15库拉索芦荟凝胶x1 0.10B相Lexemul 561(硬脂酸甘油酯， 5.00PEG-100硬脂酸酯)Lexemul GDL(二月桂酸甘油酯)1.50十八烷醇NF 0.30Lexol IPM(肉豆蔻酸异丙酯) 1.00
Lexol EHP(棕榈酸辛酯)2.00Dow Corning 200 Fluid 200cs 0.50(聚二甲基硅氧烷)对羟基苯甲酸丙酯 0.10Parsol 1789(BMDM)2.00二氧化钛 5.00它们如下制备将A相加热至75℃。
将A相加热至75℃。
在剧烈搅拌下，将A相加入到B相。
在搅拌下，冷却至室温。
TiO2如下A.掺杂锰的TiO2(锰的水平约为1摩尔％)；初级颗粒大小为20-30nm；晶型99％为金红石型；无涂层B.来自BASF的Uvinul初级颗粒大小-约21nm晶型-75％锐钛矿型/25％金红石型涂层-5％三甲基辛基硅烷C.来自Tayca Corp的MT100AQ初级颗粒大小-15nm晶型-约100％金红石型涂层-氧化铝/二氧化硅/海藻酸，至多30％所得结果示于图8，该图给出了3种组合物在不同波长的吸光度。值得注意的是，与两种市售不掺杂材料相比，掺杂TiO2导致在约360nm处(即在UVA区)吸收显著增加。因此，通过使用这样的掺杂TiO2，可以降低防UVA的有机或无机防晒剂在配方中的浓度和/或增加配方抗UVA辐射的效果。
权利要求
1.一种适合于化妆品用或局部药用的紫外防晒组合物，所述组合物包含适量的一种或多种有机成分和适量的TiO2和/或ZnO，所述有机成分是光敏的和/或降解的和/或其中降解是由所述组合物中的另一成分所诱导的，而所述TiO2和/或ZnO中已掺杂一种或多种其它元素和/或还原氧化锌，该组合物的紫外吸收损失率与具有相同配方只是不含掺杂另一元素或所述还原氧化锌的所述TiO2和/或ZnO的组合物的紫外吸收损失率相比，至少要少5％。
2.权利要求1的组合物，所述组合物适合于化妆品用。
3.权利要求1或2的组合物，所述组合物含有不掺杂或不还原的TiO2和/或ZnO。
4.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述掺杂剂为锰、钒、铬或铁。
5.权利要求4的组合物，其中所述掺杂剂为Mn3+。
6.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述掺杂剂的含量为0.05％至10摩尔％。
7.权利要求6的组合物，其中所述掺杂剂的含量以重量计为0.5-2摩尔％。
8.前述权利要求中任一项的组合物，所述组合物包含掺杂二氧化钛。
9.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述二氧化钛呈金红石型。
10.权利要求1-3中任一项的组合物，所述组合物包含还原氧化锌。
11.前述权利要求中任一项的组合物，所述组合物包含以重量计0.5-20摩尔％的掺杂TiO2或ZnO或还原ZnO。
12.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述掺杂或还原氧化物的粒径为1-200nm。
13.权利要求1-11中任一项的组合物，其中所述掺杂或还原氧化物的粒径为100-500nm。
14.前述权利要求中任一项的组合物，其中一种或多种所述有机成分是紫外防晒剂。
15.权利要求14的组合物，其中所述有机防晒剂吸收UVA区的紫外线。
16.权利要求14或15的组合物，其中所述有机防晒剂是对氨基苯甲酸、酯或其衍生物，甲氧基肉桂酸酯，二苯甲酮，二苯甲酰甲烷，β，β-苯基丙烯酸烷基酯，三嗪，樟脑衍生物，有机颜料，基于硅氧烷的防晒剂或2-苯基苯并咪唑基-5-磺酸或苯基二苯并咪唑基磺酸。
17.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述紫外吸收的损失率是UVA吸收的损失率。
18.前述权利要求中任一项的组合物，其中UVA吸收损失与UVB吸收损失的比率的变化率小于具有相同配方只是不掺杂TiO2和/或ZnO的组合物的变化率。
19.权利要求17的组合物，其中所述比率的变化率较大，因为UVA吸收的损失率降低。
20.前述权利要求中任一项的组合物，所述组合物包含以重量计0.1％至20％的有机防晒剂。
21.前述权利要求中任一项的组合物，所述组合物含有一种或多种脂肪物质、有机溶剂、硅氧烷、增稠剂、破乳剂、UVB防晒剂、消泡剂、增湿剂、香料、防腐剂、表面活性填充剂、螯合剂、阴离子聚合物、阳离子聚合物、非离子聚合物或两性聚合物、推进剂、碱化剂或酸化剂、着色剂或金属氧化物颜料。
22.前述权利要求中任一项的组合物，所述组合物是防晒制品。
23.前述权利要求中任一项的组合物，所述组合物为洗剂、凝胶剂、分散剂、膏霜、乳液、粉剂或固体棒剂的形式。
24.权利要求22或23的组合物，所述组合物包含水分散性和油分散性TiO2和/或ZnO。
25.前述权利要求中任一项的组合物，其中所述TiO2和/或ZnO涂布了无机溶剂或有机溶剂。
26.基本上如上所述的权利要求1的组合物。
27.权利要求1和4-7中任一项定义的掺杂或还原TiO2/ZnO的用途，所述用途是降低一种或多种有机紫外防晒剂或其它成分的浓度，所述一种或多种有机紫外防晒剂或其它成分是光敏的和/或降解的和/或其中降解是由化妆品用防紫外组合物中的另一成分所诱导的。
28.权利要求1和4-7中任一项定义的掺杂或还原TiO2/ZnO的用途，所述用途是降低防晒组合物的紫外吸收损失率。
29.权利要求1和4-7中任一项定义的掺杂或还原TiO2/ZnO的用途，所述用途是与具有相同配方只是含有不掺杂或不还原TiO2和/或ZnO的组合物相比，减少化妆品用防紫外组合物中UVA吸收损失与UVB吸收损失的比率的变化率，所述化妆品用防紫外组合物包含一种或多种光敏的和/或被所述组合物中的其它成分降解的有机成分。
30.一种提高有机紫外防晒组合物效果的方法，所述组合物包含一种或多种光敏的和/或降解的和/或其中降解是所述组合物中的另一成分所诱导的成分，所述方法包括向该组合物中加入权利要求1和4-7中任一项定义的掺杂或还原TiO2/ZnO。
31.一种减少紫外防晒组合物中的有毒化合物产生的方法，所述方法包括向该组合物中加入权利要求1和4-7中任一项定义的掺杂TiO2和/或掺杂或还原ZnO。
全文摘要
一种适合于化妆品用或局部药用的紫外防晒组合物，所述组合物包含适量的一种或多种有机成分和适量的TiO
文档编号A61Q17/04GK1753654SQ200380109834
公开日2006年3月29日 申请日期2003年12月23日 优先权日2002年12月24日
发明者G·B·帕克, J·S·诺兰德, B·R·弗拉特 申请人:奥克松尼卡有限公司