Beschreibung

Vorrichtung und Verfahren zur Zubereitung von Kosmetika

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zubereitung von Kosmetika und ein entsprechendes Verfahren zur Zubereitung von Kosmetika unter Verwendung der Vor- richtung.

Aus dem Bereich der Lebens- und Genussmittel ist es bekannt ein Lebens-/Genussmittel kurz vor seinem Verzehr zuzubereiten. Eines der bekanntesten Beispiele ist hierbei die Zubereitung von Kaffeeextrakten aus getrockneten und gerösteten Samen des Kaffeestrauches (Coffea arabica (Arabica-Kaffee) und Coffea canephora (Robusta-Kaffee). Hierzu werden die gemahlenen Kaffeebohnen mit heißem, nahezu kochendem Wasser überbrüht. Das dadurch erhaltene Filtrat kann anschließend getrunken werden.

Auch andere Getränke lassen sich inzwischen kurz vor dem Verzehr frisch zubereiten. Z.B. ist es unter Einsatz einer Begasungsvorrichtung möglich, aus Leitungswasser und Kohlendioxid frisches Tafelwasser zu schaffen. Dieses kann, je nach Bedarf und Ge- schmack, zusätzlich mit Aroma-/Frucht-/Vitamin-/Mineralstoff-Konzentraten verfeinert werden, so dass verschiedenste Brausen (gashaltige, sprudelnde Tafelwässer) entstehen. Das, was als Herstellungsprozedur zuvor in Fabriken stattfand, wird so im Kleinmaßstab in die heimische Küche verlagert. Dies hat den Vorteil, dass die Zubereitung bedarfsgerecht erfolgen kann und durch den Einsatz von Konzentraten (Aroma, Minera- lien) keine großen Lagerkapazitäten in der Heimstatt benötigt werden. Auch aus logisti- scher Sicht beinhaltet die Eigenherstellung Vorteile, da keine großen Flüssigkeitsmengen mehr transportiert werden müssen.

Außerhalb des Nahrungsmittelbereiches finden sich im täglichen Lebensbedarf noch keine solch effektiven Anwendungen und Verfahren.

Der Mensch an sich findet sein Auskommen jedoch nicht nur durch die Zufuhr von Nahrung, sondern es werden viele weitere Dinge benötigt, um nicht nur zu überleben, sondern auch ein glückliches Leben führen zu können.

Zu diesen Annehmlichkeiten, die aus dem Leben eines Menschen nicht mehr wegzuden- ken sind, gehören auch Produkte, die zur Pflege des Körpers dienen, insbesondere sind das Kosmetika, Wasch- und Reinigungszubereitungen, Pflegezubereitungen und Dekorative Kosmetik.

Ganz besonders bei den Pflegezubereitungen gibt es je nach Applikationsort (Handkrem, Augenkrem, Bodylotion...) und Applikationszeitpunkt (Tageskrem vs. Nachtkrem) eine Vielzahl von Zubereitungen auf dem Markt, die sich meist nur in bestandteilen unterscheiden. Will der Mensch also das Beste für seinen Körper, benötigt er eine ganze Reihe von Produkten um alle Anwendungsbereiche abzudecken, insbesondere da nicht alle Produkte täglich benötigt werden. Lichtschutzzubereitungen zum Beispiel müssen nicht an bewölkten Tagen oder in der Nacht angewendet werden. Nachteilig ist derzeit, dass alle Produkte einzeln erworben werden müssen und im heimischen Badezimmer - dort liegt nach Umfragen der hauptsächliche Lager- und Anwendungsort - sehr viel Platz beanspruchen. Insbesondere ist durch die unterschiedlichen Verpackungseinheiten die benötigte Staufläche sehr groß, da sich Tuben, Tiegel oder Flaschen nicht gemeinsam stapeln lassen. Ein weiterer Nachteil, der in der letzten Zeit immer stärker in den Vordergrund tritt, ist, dass spezifische Wirkstoffe, die den Pflegeprodukten zugesetzt wurden, in zubereiteter Form nur kurzzeitig Stabilität bzw. Wirkung zeigen. Um marktfähige Produkte in den Handel bringen zu können, muss daher tief in die Trickkiste der Formulierungstechnik gegriffen werden. Insbesondere die Komplexie- rung von Wirkstoffen oder der Einsatz von gasdiffusionsdichten Laminatbehältnissen wir- ken sich auf den Herstellungspreis der Produkte negativ aus, so dass dieser entsprechend steigt.

Ein anderer Aspekt ist die Keimanfälligkeit kosmetischer Zubereitungen. Für die bei der Entnahme mit den Fingern eingebrachten Keime stellen die wasserhaltigen Zubereitungen eine ideale Wachstumsgrundlage dar. Die kosmetische Industrie versucht daher mit hohem Aufwand den Eintrag von Keimen zu verhindern - z.B. durch Spendersysteme - bzw. die Vermehrung nach der Kontamination stark einzuschränken - z.B. durch den Einsatz von Konservierungsstoffen.

Ein Ausweg ist die Herstellung von kleinen Mengen kosmetischer Zubereitungen direkt vor der Anwendung der Zubereitung. Ansätze gab es hier schon einige, wie z.B. in der deutschen Fernsehsendung .Hobbythek' demonstriert. Jedoch stellen diese eher eine Spielerei mit Lerneffekt dar, als eine nachhaltige, ständig anzuwendende Lösung. Wünschenswert wäre es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit der/dem es möglich ist, Zubereitungen die der Pflege des Körpers dienen kurzfristig und vor Ort (beim Anwender zu Hause) herzustellen, wobei diese Anwendungszubereitungen aus einer oder mehreren Grundzubereitung(en) in den zur einmaligen Anwendung üblichen Mengen zubereitet werden. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, aufweisend

- mehrere Behältnisse für mehrere Grundzubereitungen,

- eine Dosiereinrichtung,

- mindestens eine elektrisch betriebenen Pumpe,

- eine Mischkammer, - eine Mischereinheit und

- eine Ausgabeöffnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundzubereitungen aus den Vorratsbehältnissen mit Hilfe der elektrischen Pumpe(n) in die Mischkammer transportiert werden, wobei die Menge an Grundzubereitung über eine Dosiereinrichtung gesteuert wird. Erfindungsgemäß lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. im erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene Grundzubereitungen zur einer kosmetischen Zubereitung kombinieren, wobei das Verhältnis der Grundzubereitungen zueinander durch die Dosiereinrichtung gesteuert bzw. vorgegeben wird.

Erfindungsgemäß werden die Grundkomponenten nacheinander oder simultan in die Mischkammer eingespeist. Dazu sind Mischkammer und der oder die Behältnisse für die Grundkomponenten über ein Schlauch-, Rohr- und/oder Kanalsystem miteinander verbunden.

Die Grundzubereitungen werden in Vorratsbehältnissen gelagert. Diese Behältnisse sind erfindungsgemäß einzeln oder in Gruppen austauschbar. Bevorzugt haben die Behältnis- se ein Volumen von 10 bis 1000 ml, je nach dem, um welche Art von Grundzubereitung es sich handelt. Ganz besonders vorteilhaft ist es, Behältersysteme einzusetzen, bei denen das entnommene Volumen nicht durch Umgebungsluft ersetzt wird, insbesondere

eignen sich Schleppkolbenbehälter, flexible Beutel (z.B. Folienbeutel, Bag-in-Can- Packmittel) oder Sachets zur Verwendung als erfindungsgemäßes Vorratsbehältnis.

Werden Grundkomponenten simultan im vorbestimmten Verhältnis in die Mischkammer geleitet (kontinuierliche Einspeisung der Grundzubereitungen), kann die Mischereinheit als einfacher statischer Mischer ausgestaltet werden.

Statische Mischer arbeiten kontinuierlich und enthalten keine bewegten mechanischen Teile. Die zu mischenden Fluide werden durch die ausgeprägte Druckdifferenz durch den statischen Mischer transportiert, wobei die Mischwirkung, vor allem bei niedrigviskosen Stoffen, z.B. auf Turbulenzen beruht, die durch versetzte Zuführung der zu mischenden Fluidkomponenten entstehen. Bei zäheren Flüssigkeiten, werden Rohrleitungseinbauten, deren Wirkung bei laminarer Strömung auf wiederholter Teilung u. Zusammenführung des inhomogenen Flüssigkeitsstromes beruht, verwendet, wodurch Konzentrationsunterschiede bzw. Inhomogenitäten minimiert werden. Bei turbulenter Strömung wirken diese Einbauten durch Intensivierung der Turbulenz. üblich für statische Mischer sind z.B. auf- einander folgende, verdrillte Blechelemente (Kenics-Mischer), Platten mit Schrägbohrungen (z.B. Ross ISG-Mischelemente) oder Metallgewebepackungen (z.B. Sulzer SMV- Mischer).

Werden die Grundkomponenten nacheinander in die Mischkammer eingeleitet (diskontinuierliche Einspeisung der Grundzubereitungen), ist eine homogene Mischung nicht durch einen statischen Mischer zu erreichen. In diesem Fall muss die Mischkammer mindestens eine dynamische Mischereinheit aufweisen. Unter Mischereinheit sind erfindungsgemäß rotierende Elemente zu verstehen, die elektrisch oder per Muskelkraft angetrieben werden und die Grundzubereitungen zu einer homogenen Masse vermischen.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die dynamische Mischvorrichtung ein Homogeni- sator ist. Homogenisatoren zeichnen sich dadurch aus, dass durch schnell rotierende

Flügelräder hohe Scheerkräfte auf die Zubereitungen ausgeübt werden, wodurch z.B. die Bildung von Emulsionen stark begünstigt wird.

Nachdem die Grundzubereitungen zu einer homogenen Masse (Anwendungszubereitung) vermischt wurden, wird die Anwendungszubereitung aus der Mischkammer ausge- tragen. Der Austrag kann entsprechend der Einspeisung kontinuierlich (Verwendung eines statischen Mischers) oder diskontinuierlich (Verwendung eines dynamischen Mischers) erfolgen. Hierzu weist die Mischkammer eine entsprechende Auslassöffnung auf.

Zwischen Mischkammer und Auslassöffnung kann ein Ventil oder durchflußbegrenzendes Element angeordnet sein.

Da kosmetische Zubereitungen teilweise hohe Viskositäten aufweisen, die einen Austrag mittels Schwerkraft nicht erlauben, ist es auch im Sinne der Erfindung den Austrag aus der Mischkammer durch Gas- oder Kolbendruck zu beschleunigen. Für kosmetische Zubereitungen von kremartiger Konsistenz ist die kontinuierliche Mischung unter Verwendung einer statischen Mischeinrichtung ganz besonders bevorzugt, da hier der Austrag der Anwendungszubereitung durch die nachgeförderten Grundzubereitungen erfolgt.

Die Menge jeder einzelnen Grundkomponente wird über die Dosiereinrichtung gesteuert. Erfindungsgemäß sind unter Dosiereinrichtung alle technischen MaßnanrfiBn zu verstehen, die den Volumenstrom der Grundkomponenten begrenzen oder variieren.

Im einfachsten Fall ist die Dosiereinrichtung eine Anzahl von variabel einstellbaren Durchflußbegrenzern, die, je nach dem welche Anwendungszubereitung aus den Grundzubereitungen hergestellt werden soll, entsprechend von Hand eingestellt werden. Vorteilhaft erfolgt die Einstellung jedoch elektromechanisch. Die Dosiereinrichtung kann demnach eine Speicher Programmierbare Steuerung (SPS) in Kombination mit steuerbaren Ventilen, Durchflußbegrenzern oder Pumpen enthalten. Insbesondere erfindungsgemäß und vorteilhaft ist es, die Pumpenfördermenge, zum Beispiel über die Drehzahl oder Einschaltzeit der Pumpe, zu variieren. Diese Betriebsweise ist insbesondere bei simulta- ner Förderung aller Grundkomponenten nötig, um das richtige Verhältnis der Grundkomponenten zueinander einzustellen. Hierzu werden innerhalb der SPS die Mischungsverhältnisse in einer Datenbank abgelegt und sind vom Anwender entsprechend über eine Eingabeeinheit abrufbar.

Erfindungsgemäß ist auch die Steuerung von Ventilen oder Absperrschiebern durch die Dosiereinheit und die Verwendung nur einer Pumpe zur Förderung aller Grundkomponenten.

Erfindungsgemäß können die Grundzubereitungen einphasige oder mehrphasige Systeme sein. Z.B. ist es möglich, eine kosmetische Zubereitung (Anwendungszubereitung) aus zwei Grundzubereitungen, wobei die eine ölphase und die Andere eine wässrige Phase darstellt, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung herzustellen. Je nach dem wie das Verhältnis zwischen öl- und Wasserphase eingestellt wird, werden Emulsionen mit

unterschiedlichen Eigenschaften, wie zum Beispiel Viskosität und/oder Hautgefühl, erhalten.

Es ist ebenfalls erfindungsgemäß, wenn ein oder mehrere Grundzubereitungen bereits mehrphasige Systeme, wie zum Beispiel öl-in-Wasser- oder Wasser-in-öI-Emulsionen sind.

Erfindungsgemäß ist es auch noch weitere Grundzubereitungen einzuarbeiten, so dass die fertige Zubereitung (Anwendungszubereitung) mindestens drei Grundzubereitungen enthält.

Unter weiteren Grundzubereitungen sind insbesondere reine oder in Trägern aufgenom- mene Wirkstoffe zu verstehen, wobei unter den Wirkstoffen im Sinne der Erfindung auch Parfümstoffe, klassische Wirkstoffe, Emulgatoren, Farbstoffe bzw. Pigmente, Lichtschutzfilter, Moisturizer, Peelingpartikel, Tages- und Nachtpflegestoffe, Polymere, Konsistenzgeber, Wasser, öle, Mineral Stoffe, Seren, Pflanzenextrakte, Füllstoffe, Sensorikadditive, Alkohole, Selbstbräuner verstanden werden. Insbesondere die klassischen Wirkstoffe, wie z.B

- Antioxidantien, wie zum Beispiel Ubichinon Q10,

- Pflanzenextrakte, wie zum Beispiel AleoVera,

- körpereigene Polymere, wie zum Beispiel Hyaluronsäure, Creatin,

- Vitamine, wie zum Beispiel Vitamin C oder E, Folsäure, - Hautaufheller (Whitening-Wirkstoffe), wie zum Beispiel Dioic Acid,

- selbstbräunende Wirkstoffe (Tanning-Wirkstoffe), wie zum Beispiel Dihydroxyaceton (DHA),

- Lichtschutzfilter, wie zum Beispiel Triazine, Hydroxyzimtsäureester, Metalloxide, können so, je nach Anwendungsort und -Zeitpunkt, in die kosmetische Zubereitung in optimalen Konzentrationen eingearbeitet werden.

Erfindungsgemäß enthalten die Anwendungszubereitungen zwischen 0,001 und 25 Gew.- % an klassischen Wirkstoffen, bezogen auf das Gesamtgewicht an Zubereitung. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Anwendungszubereitung 0,5-5 Gew.-% DHA und/oder 0,1-5% Gew.-% Vitamin C (Ascorbinsäure) und/oder 0,1-5 Gew-% wässriger Anisfruchtextrakt (Bioxilift) und/oder 0,1-1 Gew.-% Creatin und/oder 0,001 -1 % Gew.-% an pflanzlichen Polyphenolen (z.B. Flavonoide, AGR (alpa-Glycosylrutin), Catechine)

und/oder 0,001-1% Gew.-% Licochalcone und/oder 0,001-0,3 Gew.-% Folsäure und/oder 0,001-0,5 Gew.-% Q10 enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung.

Durch die geeignete Auswahl des Parfüms, lässt sich so erstmalig der .Männlich- Weiblich-Unisex-Konflikt ¹ , dem die Hersteller von Pflegeprodukten ständig ausgesetzt sind, umgehen und aus einer Grundzubereitung zu Hause das männliche Produkt und das weibliche Produkt einzig und allein durch Variation des Parfüms zubereiten. Die verschiedenen Duftvarianten /-Zusätze , wie z.B. süße oder herbe Duftnoten, ermöglichen es, Zubereitungen, die an die Verwendung (Nacht, Tag, Sommer, Winter, Morgens, A- bends) angepasst sind, herzustellen. Spezielle Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, könneW'Mittel zum Begasen, Erwärmen oder Abkühlen der Grundzubereitungen bzw. der Ausgabezubereitungen aufweisen. Vorteilhaft ist es, die Erwärmung, Abkühlung und Begasung ebenfalls über die SPS der Dosiereinheit zu steuern.

Eine Erwärmung der Grundkomponenten kann zum Beispiel den Mischvorgang vereinfa- chen, da mit der Erwärmung eine Viskositätserniedrigung einhergeht. Durch ein anschließendes Abkühlen beim Austrag der Ausgabezubereitung lässt sich die Temperatur schnell auf die Anwendungstemperatur senken.

Ganz besonders Vorteilhaft ist es, die Ausgabezubereitung, je nach dem um welchen Typ kosmetischer Zubereitung es sich handelt, vor dem bzw. beim Austrag abzukühlen oder zu erwärmen. Eine Erwärmung ist sehr einfach durch elektrische Heizwendeln, eine Abkühlung einfach durch Peltier-Elemente zu erreichen.

Bei Gesichtsmasken oder Haarkuren ist es vorteilhaft, die Temperatur über die Raumtemperatur anzuheben, da diese den pflegenden Effekt (Porenöffnung durch Wärme) verstärkt. Bei einer Augenkrem oder Gesichtstonic dagegen ist eine Temperatur unter- halb der Raumtemperatur von Vorteil, da dadurch ein entspannendes und erfrischendes Gefühl entsteht.

Um eine schaumförmige Ausgabezubereitung zu erhalten, kann in der Mischkammer oder im Ausgabekanal eine Begasung erfolgen. Der Gaseintrag kann ebenfalls über die Dosiereinrichtung gesteuert werden. Vorteilhaft werden hierzu insbesondere Sauerstoff, Stickstoff, Lachgas oder Kohlendioxid verwendet.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist eine Begasung mit Sauerstoff, so dass die Anwendungszubereitung ein Mousse ist, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von bis zu 25 VoL- % (bezogen auf das Gesamtvolumen der Zubereitung).

Ein weiterer Vorteil der erfinderischen Vorrichtung liegt darin, das auf Konservierungsmit- tel verzichtet werden kann, da die Ausgabezubereitung zum sofortigen Verbrauch bestimmt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend Beschriebene und in den Zeichnungen Gezeigte beschränkt, und viele Modifikationen sind denkbar, ohne eine Abweichung vom Umfang der beigefügten Ansprüche darzustellen.

Bezugszeichen

1 Behältnis für Grundzubereitung

2 Förderpumpe

3 Ventil, Durchflussregler 4 Mischkammer

5 Mischereinheit, statischer Mischer

6 Mischereinheit, dynamischer Mischer (Rührwerk)

7 Ausgabekanal mit Produktauslass

8 Verbindung, Kupplung 9 Injektor

10 Gasreservoir

1 1 Wärmetauscher (Heizeinrichtung und/oder Kühleinrichtung)

12 SPS

D Dosiereinheit

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (100), enthaltend drei Behältnisse für Grundzubereitungen (1.1 , 1.2, 1.3) die jeweils über eine Kupplung (8.1 , 8.2, 8.3) mit dem Leitungssystem der Vorrichtung verbunden sind. Die aus dem Behältnissen zu entnehmende Menge an Grundzubereitung wird über die Do- siereinheit (D) geregelt, wobei die Dosiereinheit D eine SPS (12) und für jede Grundzubereitung einen Durchflussregler (3.1 , 3.2, 3.3) aufweist. Die Grundzubereitungen werden, nachdem sie die Durchflussregler passiert haben, mittels der Pumpen (2.1 , 2.2, 2.3) in

die Mischkammer (4) eingespeist. Die Mischkammer trägt in ihrem Innenraum einen statischen Mischer (5). An die Mischkammer schließt sich der Ausgabekanal mit einem Pro- duktauslass (7) an. Die auszugebende Zubereitung wird im Ausgabekanal mittels eines Wärmetauschers (11 ) gekühlt oder aufgeheizt. Die in Figur 1 beschriebene Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere für höherviskose Zubereitungen zu bevorzugen, da der Austrag der Anwendungszubereitung automatisch durch das Nachfördern der Grundzubereitungen erfolgt.

Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (200), enthaltend drei Behältnisse für Grundzubereitungen (1.1 , 1.2, 1.3) die jeweils über eine Kupplung (8.1 , 8.2, 8.3) mit dem Leitungssystem der Vorrichtung verbunden sind. Die Pumpen speisen die aus den Behältnissen (1.x) entnommene Grundzubreitung in die Mischkammer (4) ein. Die Mischkammer trägt in ihrem Innenraum einen dynamischen Mischer (Rührwerk - 6). An die Mischkammer schließt sich der Ausgabekanal mit einem Produktauslass (7) an. Die auszugebende Zubereitung im Ausgabekanal mittels eines Injektors (9) begast, wobei das Gas aus einem Gasreservoir, hier Druckgasflasche (10) entnommen wird. Die in Figur 2 beschriebene Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere für niederviskose Zubereitungen geeignet, die in Form eines Schaumes (Mousses) angewendet werden.

Figur 3 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (300), ent- haltend drei Behältnisse für Grundzubereitungen (1.1 , 1.2, 1.3) die jeweils fest mit dem Leitungssystem der Vorrichtung verbunden sind. Die aus den Behältnissen zu entnehmende Menge an Grundzubereitung wird über die Dosiereinheit (D) geregelt, wobei die Dosiereinheit D eine SPS (12) und für jede Grundzubereitung einen Durchflussregler (3.1 , 3.2, 3.3) aufweist. Die Durchflussregler speisen eine Pumpe (2), die die Grundzube- reitungen in die Mischkammer (4) befördern. Die Dosiereinrichtung steuert den Fluss der Grundzubereitungen vorteilhaft so, dass die Pumpe jeweils nur aus einem Behältnis gespeist wird. Die Mischkammer trägt in ihrem Innenraum einen dynamischen Mischer (Rührwerk - 6). An die Mischkammer schließt sich der Ausgabekanal mit einem Produktauslass (7) an. Der Austrag der Anwendungszubereitung wir über ein im Ausgabekanal befindliches Ventil (3.4) gesteuert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dosiereinrichtung die Zugabe der Grundzubereitungen so steuert, dass ein kreisförmiger Ventilzyklus entsteht, das bedeutet, wenn die als erstes in die Mischkammer gepumpte Grundzubereitung zu Beginn nur in einer Teilmenge in die Mischkammer gefördert wird und die restli-

che Menge am Ende des Zugabezyklus zugegeben wird. Dadurch verweilt zwischen zwei Mischvorgängen immer die selbe Grundzubereitung in der Pumpe und im Großteil des Leitungsnetzes.