CN107921292A - 增强头发纤维并保护染色的头发免于褪色及洗掉色的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用包含酰胺和/或烷基羧酸铵盐的头发组合物来增强头发纤维的方法。所述酰胺可以是单酰胺和/或双酰胺。还包括一种使用所述头发组合物保护染色的头发颜色免于褪色或洗掉色的方法。

Description

增强头发纤维并保护染色的头发免于褪色及洗掉色的方法
技术领域
此处公开和/或要求保护的发明工艺、流程、方法、产品、结果和/或概念(以下统称为“此处公开和/或要求保护的发明概念”)通常涉及使用包含酰胺和/或烷基羧酸铵盐的头发组合物来增强头发纤维的方法。还包括使用所述头发组合物保护染色的头发免于褪色或洗掉色的方法。
背景技术
头发会受到多种来源的损伤。头发纤维可能受到环境影响如暴露于紫外线和氯下而遭受损伤；受到化学影响如染色、漂白、烫发和用基于强刺激性的表面活性剂的清洁洗发剂组合物过度洗涤而遭受损伤；和受到机械影响，如长时间使用加热的造型器具而遭受损伤。头发因此变干变脆，形成分叉或者头发可能断裂而失去强度，而通过洗发剂、烫发化学品、染发剂等处理会洗脱头发成分蛋白质，因而蛋白质逐渐消失。因此，随着蛋白质的洗脱，头发变得更稀疏，损伤的可能性增强。头发一旦损伤，就无法自己恢复到原来的状态。因此，为了保持头发的美丽和健康，有必要保护头发不受损伤，以及在损伤的情况下修复受损的头发。
众所周知，头发蛋白质含有许多不同的化学基团，例如由硫酸根基团、氨基和氢键合基团等组成的阴离子、阳离子基团。这些基团提供了许多修复、增强和改善/美化(受损的)头发的机会。基于这些原则，已经开发了许多护发产品。
近年来，染发变得越来越流行。然而，人造发色的褪色已成为消费者常见和经常投诉的问题。在洗发剂洗涤处理期间可能发生褪色，因为会洗掉色，或者可能由环境因素例如暴露于紫外线辐射下引发褪色。洗涤过程是头发掉色的最重要的因素，而紫外线暴露仅在90小时的强烈照射之后才具有明显的影响。此外，洗发剂配制物中存在的表面活性剂提供将水分带入毛干中的润湿功能，因此促进了在水洗过程中除去染料分子。在头发护理品市场中，保持头发颜色和使头发褪色最小化是需求很高的。
对于可以增强头发、修复受损的头发并保护染色的头发颜色的局部头发处理组合物仍有需求。
令人惊讶的是，已经发现包含酰胺和/或烷基羧酸铵盐的头发组合物可用于增强头发并修复受损的头发。所述头发组合物也可用于保护染色的头发免于褪色或洗掉色。
发明内容
在详细解释此处公开的和/或要求保护的发明概念的至少一个实施方案之前，应当理解的是，此处公开的和/或要求保护的发明概念在其应用中不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的部件布置和构造细节或步骤或方法。此处公开的和/或要求保护的发明概念可以具有其它实施方案或者以各种方式实施或执行。而且，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。
除非在此另外定义，结合此处公开和/或要求保护的发明概念所使用的技术术语应具有本领域普通技术人员普遍理解的含义。此外，除非上下文另有要求，否则单数形式应包含复数形式，复数形式包含单数形式。
本说明书中提到的所有专利、公开的专利申请和非专利出版物说明了此处公开和/或要求保护的发明概念所属领域的技术人员的技术水平。在本申请的任何部分中引用的所有专利、公开的专利申请和非专利出版物在此通过引用整体明确地并入本发明，如同具体和单独地指出每个单独的专利或出版物通过引用并入本发明。
根据本发明，此处公开的所有组合物和/或方法可以在没有过度实验的情况下制备和执行。尽管此处公开和/或要求保护的发明概念的组合物和方法已经以优选实施方案的形式进行了描述，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不偏离此处公开的和/或要求保护的发明概念的概念、精神和范围的情况下，可以对组合物和/或方法以及在此描述的方法的步骤或者步骤的顺序中进行改动。对本领域技术人员来说显而易见的所有这些类似的替代和修改被认为是在此处公开的和/或要求保护的发明概念的精神、范围和概念之内。
除非另外指出，否则根据本发明所使用的以下术语应理解为具有以下含义。
当与术语“包括”一起使用时，词语“一”或“一个”可以表示“一个”，但是与“一个或多个”、“至少一个”、和“一个或多于一个”的含义也是一致的。术语“或”用于表示“和/或”，除非只有在不同选择之间互不兼容的情况下，明确指出是两者择一，不过本发明支持仅指两者择一和“和/或”的定义。在本专利申请全文中，术语“约”用于说明数值包含了定量仪器和用于测定该值的方法的固有偏差，或存在于研究对象之中的偏差。例如，但不作为限制，当使用术语“约”时，指定值可以在正负百分之十二，或百分之十一，或百分之十，或百分之九，或百分之八，或百分之七，或百分之六，或百分之五，或百分之四，或百分之三，或百分之二，或百分之一范围内变化。术语“至少一个”被理解为包括一个以及多于一个的任何数量，包括但不限于1、2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、100个等。术语“至少一个”可以延伸至100或1000或更多，这取决于它所连接的对象。另外，100/1000的数量不被认为是限制性的，因为更低或更高的限定值也可能得到令人满意的结果。另外，术语“X，Y和Z中的至少一个”的使用将被理解为包括单独的X，单独的Y和单独的Z以及X、Y和Z的任何组合。序数词术语(即“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等)仅用于区分两个或更多个条目的目的，除非另有说明，并不意味着表示任何序列或顺序或一个项目对另一个项目的重要性差异，或者任何添加顺序。
如此处所使用的，词语“包含”(以及“包含”的任何形式)，“具有”(以及“具有”的任何形式)，“包括”(以及“包括”的任何形式)，或“含有”(以及“含有”的任何形式)是包含性的或开放式的，并不排除其它未列举的元素或方法步骤。这里使用的术语“或其组合”是指在该术语之前列出的项目的全部排列和组合。例如，“A，B，C或其组合”旨在包括以下的至少一种：A，B，C，AB，AC，BC或ABC，并且如果在特定上下文中顺序是重要的，则也包括了CA，CB，CBA，BCA，ACB，BAC或CAB。继续以此为例，明确地包括包含一个或多个条目或术语的重复的组合，例如BB，AAA，MB，BBC，AAABCCCC，CBBAAA，CABABB等等。本领域技术人员将理解，通常对于任何组合中的条目或术语的数量没有限制，除非上下文中另外明确地指出。
此处所使用的术语，待处理的“头发”或“头发纤维”可以是“有生命的”，即在生命体上的，或可以是“无生命的”，即来自假发、假眉毛或其它无生命的角质纤维聚集体。优选哺乳动物的毛发，人的头发。然而，羊毛、毛皮和其它含角蛋白的纤维是适用于根据此处公开和/或要求保护的发明概念的组合物的基材。在此处公开的和/或要求保护的发明概念中，“头发”和“头发纤维”可互换使用。
“原始头发”是指从未经过化学和/或机械处理的头发，所述化学和.或机械处理包括但不限于，染色、漂白、松弛、拉直、烫发、梳理和暴露于阳光、紫外线、盐水、加热设备等。
此处所用的表述“免洗型组合物”表示涂抹到头发上后不用水冲洗的组合物。
此处所用的表述“洗去型组合物”表示涂抹到头发上后要用水冲洗的组合物。
此处所用的表述“染色的头发”是指已经用永久性、半永久性或暂时性的人工色素着色的头发，其可以与头发的原始颜色不同。
此处所用的表述“染色的头发褪色”是指染色的头发的颜色流失。
此处公开和/或要求保护的发明概念总体上涉及一种增强头发纤维的方法，其包括施涂包含酰胺和/或烷基羧酸铵盐的头发组合物。所述酰胺可以是单酰胺和/或双酰胺。头发纤维可以包括原始头发和受损或削弱的头发纤维。
在一个非限制性实施方案中，头发组合物可以由式(I)，或式(II)，或式(I)和式(II)表示。
其中R1-R4相互独立地为氢、具有1-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素，并且R5和R6相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基。所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基可以被至少一个羟基取代。
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素，以及R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基，不包括R5'和R6'同时是氢的情况。所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基可以被至少一个羟基取代。
当所述头发组合物包含式(I)和(II)时，式(I)和式(II)的量可以变化。式(I)与式(II)的摩尔百分比可以从0.1mol％至99.9mol％变化。在一个非限制性实施方案中，式(I)与式(II)的摩尔比可以是1:99至99:1。在另一个非限制性实施方案中，式(I)与式(II)的摩尔比可以是20:80至80:20。在又一个非限制性实施方案中，式(I)与式(II)的摩尔比可以是40:60至60:40。
在另一个非限制性实施方案中，头发组合物可以由选自式(III)、式(IV)、式(V)及其组合的配制物表示。
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素，以及R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基。L为连接基团，并且可以为脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基。所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基可以被含有氧、硫、氮或卤素等的其它官能团进一步取代。
当头发组合物包含式(III)、(IV)和(V)时，式(III)+式(IV)与式(V)的摩尔比可以变化。在一个非限制性实施方案中，式(III)+式(IV)与式(V)的摩尔比可以是1:99-99:1。在另一个非限制性实施方案中，式(III)+式(IV)与式(V)的摩尔比可以是20:80-80:20。在另一个非限制性实施方案中，式(III)+式(IV)与式(V)的摩尔比可以是40:60-60:40。
式(I)和/或式(II)的头发组合物可以包含至少一种内酯化合物与至少一种氨基醇化合物的反应产物。所述氨基醇化合物可以包含一个、两个、三个或更多个羟基。
在一个非限制性实施方案中，氨基醇化合物可以由式(VI)表示：
其中R1和R2各自代表脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基或杂环基，其中这些基团被至少一个羟基取代；并且R3是氢或具有1个-约12个碳原子的烷基。
此处使用的脂肪族烃基可以包括饱和或不饱和的、直链或支化的、取代或未取代的脂肪族烃基。脂肪族烃基的实例可以包括但不限于，具有1个-约12个碳原子的直链或支化烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基和癸基；具有1-12个碳原子的烯基，例如乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、2-丁烯基；和具有1-12个碳原子的炔基，例如2-丙炔基和2-丁炔基。
此处使用的脂环族烃基可以包括饱和或不饱和的、取代或未取代的脂环族烃基。脂环族基团的实例可以包括但不限于，具有约3个-约10个碳原子的环烷基，例如环丁基、环戊基、环己基和环辛基；和具有约3个-约10个碳原子的环烯基，例如环戊烯基和环己烯基。
此处使用的芳基可以含有约6个-约14个碳原子，例如苯基和萘基。
此处使用的杂环基可以包括含有至少一个选自氮原子、氧原子和硫原子的杂原子的杂环基。杂环基可以是芳族杂环基、非芳族杂环基或复合杂环基。
上述杂环基的杂环可以包括含氮杂环如吡咯啉、吡咯、哌啶、哌嗪、吡啶、嘧啶、哒嗪、三唑和喹啉；含氧杂环如四氢呋喃、呋喃和吡喃；含硫杂环例如四氢噻吩和噻吩；和含有至少两个选自氮原子、氧原子和硫原子的杂原子的杂环，例如噻唑啉、噻唑烷、噻唑、噻嗪和吗啉。
在另一个非限制性实施方案中，氨基醇化合物可以由式(VII)表示：
其中R1和R2相互独立地为氢、具有1个-约20个碳原子的烷基或被至少一个羟基取代的具有1个-约20个碳原子的烷基；R是具有约2个-约16个碳原子的烷基或烯基。
在另一个非限制性实施方案中，氨基醇化合物可以由式(VIII)表示：
其中R1和R2是具有1个-约20个碳原子的烷基或被至少一个羟基取代的具有1个-约20个碳原子的烷基。
氨基醇化合物的实例可以包括但不限于，乙醇胺、2-羟基乙基肼、2-甲氧基乙基胺、3-氨基-1-丙醇、氨基-2-丙醇、DL-丙氨醇、3-氨基-1,2-丙二醇、丝氨醇、1,3-二氨基-2-丙醇、1-氨基-2-甲基-2-丙醇、2-(乙氨基)乙醇、2-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、3-甲氨基-1-丙醇、4-氨基-1-丁醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、3-甲基氨基-1,2-丙二醇、二乙醇胺、三(羟甲基)氨基甲烷、N-(2-羟乙基)乙二胺、内消旋-1,4-二氨基-2,3-丁二醇、2-氨基环戊醇、2-(异丙氨基)乙醇、2-(丙氨基)乙醇、2-氨基-3-甲基-1-丁醇、5-氨基-1-戊醇、2-(3-氨基丙基氨基)乙醇、1-氨基-1-环戊烷甲醇、4-氨基环己醇、2-(丁基氨基)乙醇、6-氨基-1-己醇、DL-2-氨基-1-己醇、亮氨醇、N,N’-(2-羟乙基)亚乙基二胺、2-氨基苄醇、3-氨基苄醇、4-氨基苄醇、2-氨基-4-甲氧基苯酚、3,4-二羟基苯甲胺、3,5-二羟基苯甲胺、1-氨基甲基-1-环己醇、2-氨基甲基-1-环己醇、N-(叔丁氧羰基)-乙醇胺、5-氨基-2,2-二甲基戊醇、2-氨基-1-苯基乙醇、2-氨基-3-甲基苄醇、2-氨基-5-甲基苄醇、2-氨基苯基乙醇、3-氨基-2-甲基苄醇、3-氨基-4-甲基苄醇、4-(1-羟乙基)苯胺、4-氨基苯基乙醇、N-(2-羟乙基)苯胺、3-羟基-4-甲氧基苯甲胺、3-羟基酪胺、6-羟基多巴胺、4-(Z-氨基)-1-丁醇、5-(Z-氨基)-1-戊醇、4-(Z-氨基)环己醇、6-(Z-氨基)-1-己醇、3-(叔丁氧羰基氨基)-1-丙醇、N-(叔丁氧羰基)-丝氨醇、2-苄基氨基乙醇、4-(叔丁氧羰基氨基)-1-丁醇、2-(氨基甲基)-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇和2-(2-氨乙基)-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇。
式(III)或式(IV)或式(V)或其组合的头发组合物可包含至少一种内酯化合物与至少一种烷基二胺化合物的反应产物。
所述烷基二胺化合物可包含约2个-约12个碳原子。在一个非限制性实施方案中，烷基二胺化合物可包含约2个-约6个碳原子。烷基二胺化合物的实例可以包括但不限于，乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、和1,12-十二烷二胺。在一个非限制性实施方案中，烷基二胺是乙二胺。在另一个非限制性实施方案中，烷基二胺是1,3-丙二胺。
此处公开的和/或要求保护的发明概念的内酯化合物可以包括但不限于，包含杂环的环状酯化合物，所述杂环上的杂原子是氧，其可以由式(IX)表示：
其中R和R'相互独立地为氢和含有1个-约40个碳原子的烃基，所述烃基可以是饱和或不饱和的，线性或支化的，取代或未取代的。所述烃基可以包含羟基、氨基、巯基、芳基和卤素。n是1-约10的整数。Y是氧或硫。杂环可以是饱和的或不饱和的。
内酯化合物可以包含3-8元环(包括杂环上的氧和羰基碳)。这样的内酯化合物的实例可以包括但不限于，α-内酯(3元环α-内酯)、β-内酯(4元环β-内酯)、γ-内酯(5元环γ-内酯)、δ-内酯(6-元环δ-内酯)和ε-内酯(8元环ε-内酯)。
在一个非限制性实施方案中，内酯化合物可以是β-内酯。在一个非限制性实施方案中，β-内酯可以由式(X)表示：
其中R1-R4相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素。
在一个非限制性实施方案中，R1-R4相互独立地为直链或支化、饱和或不饱和的、或取代或未取代的烃基。
β-内酯化合物的例子可以包括但不限于，meadowfoamδ-内酯、δ-辛内酯、δ-癸内酯、δ-壬内酯、十一烷酸δ-内酯、δ-十二内酯、马索亚内酯(或5-戊基戊-2-烯-5-内酯)、茉莉内酯(或Z-2-戊烯基戊-5-内酯)、6-戊基-α-吡喃酮(或5-戊基戊-2,4-二烯-5-内酯)、δ-戊内酯、半乳糖酸内酯、葡糖酸-δ-内酯、十六内酯和甲羟戊酸内酯。
根据此处公开的和/或要求保护的发明概念，所述内酯化合物、烷基二胺化合物或氨基醇化合物可以在室温(～23℃)下与溶剂混合在一起以形成混合物。可将所述混合物加热至约30℃-约100℃至少30分钟以形成此处公开的和/或要求保护的发明概念的反应产物。在一个非限制性实施方案中，可将混合物加热至约40℃-约80℃至少60分钟。在另一个非限制性实施方案中，可将混合物加热至约50℃-约75℃至少120分钟。在又一个非限制性实施方案中，可以将混合物加热至约55℃-约65℃至少150分钟。
所述溶剂可以是水、甲醇、丙酮、苯，其它醇和/或二醇、及其混合物，所述其它醇和/或二醇包括但不限于乙醇、异丙醇(IPA)、叔丁醇(TBA)、二醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、和一缩二丙二醇。在一个非限制性实施方案中，溶剂是水。在另一个非限制性实施方案中，溶剂是甲醇。在又一个实施方案中，溶剂是水与甲醇、乙醇或异丙醇的混合物。
熟练的技术人员可以确定内酯化合物和烷基二胺或氨基醇化合物的合适用量。在一个非限制性实施方案中，内酯化合物与烷基二胺化合物或氨基醇化合物的摩尔比为约10:1-约1:10。在另一个非限制性实施方案中，内酯化合物与烷基二胺化合物或氨基醇化合物的摩尔比为约8:1-约1:8。在又一个非限制性实施方案中，内酯化合物与烷基二胺化合物或氨基醇化合物的摩尔比为约5:1-约1:5。在又一个非限制性实施方案中，内酯化合物与烷基二胺化合物或氨基醇化合物的摩尔比为约2:1-约1:2。
为了获得最大的头发强度，下文的头发护理组合物还包含足够量的缓冲体系以调节pH至约2-约6。所述缓冲体系可以是酸和碱的任何组合。通常，缓冲体系包含无机酸和/或有机酸和/或其盐以使得头发护理组合物在25℃下具有约2-约6的pH值。在一个非限制性实施方案中，pH值可以为约3-约5。在另一个非限制性实施方案中，pH值可以为约3-约4。
在缓冲体系的一方面，无机酸选自盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)及其组合。
在缓冲体系的另一个方面，有机酸选自α-羟基酸、多羧酸及其组合。因此，有机酸具有pKa为约4.5或更小的酸性官能团。在一个非限制性实施方案中，有机酸具有pKa为约6或更小的第二酸性官能团。
有机酸可具有小于约500克/摩尔(g/mol)的分子量。例如，但不作为限制，有机酸的分子量可以为约90g/mol-约400g/mol，或约100g/mol-约300g/mol，或约130g/mol-约250g/mol，或约150g/mol-约200或约190g/mol。另一方面，在25℃下有机酸在水中的溶解度可以大于约0.2摩尔/升。例如但不限于，有机酸在水中的溶解度可以为约0.3mol/L或更大，或者约0.4mol/L或更大，或者约0.5mol/L或更大。
有机酸的实例可以包括但不限于，乳酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸(gluconolactive acid)、庚二酸、乙醛酸、乌头酸、乙二胺四乙酸、L-谷氨酸、苹果酸、丙二酸及其组合。
这样的无机酸和有机酸的盐的实例可以包括其碱金属盐如钠盐和钾盐；其铵盐；和其烷醇胺盐如三乙醇胺盐。
此处公开和/或要求保护的发明概念的头发组合物可以进一步包含至少一种活性头发有益组分。所述活性头发有益组分可以包括但不限于，流变改性剂、表面活性剂、辅助固定剂、溶剂、水、调理剂、推进剂、中和剂、芳香剂、香料增溶剂、增稠剂、防腐剂、乳化剂、润肤剂、湿润剂、着色剂、蜡及其混合物。
其它活性头发有益组分可包括但不限于，脂肪酸皂、悬浮助剂、维生素、生发促进剂、自晒黑剂、防晒剂、去头屑剂、抗炎化合物、止痛剂、止汗剂、除臭剂、发型固定剂、颗粒剂、研磨剂、保湿剂、抗氧化剂、角质层分离剂、抗静电剂、泡沫促进剂、水溶助剂、增溶剂、螯合剂、抗微生物剂、抗真菌剂、pH调节剂、螯合剂、缓冲剂、植物制剂、氧化剂、还原剂、头发漂白剂、颜料、防骨疽剂(anticaries)、防垢剂、防斑块剂。
表面活性剂可以是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂及其组合。
阴离子表面活性剂的例子可以包括但不限于，烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷芳基磺酸盐、烷酰基羟乙磺酸盐、烷基琥珀酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、N-烷基肌氨酸盐、烷基磷酸盐、烷基醚磷酸盐、烷基醚羧酸盐和α-烯烃磺酸盐，尤其是它们的钠盐、镁盐、铵盐和单-、二-和三乙醇胺盐。所述烷基和酰基通常含有8个-18个碳原子并且可以是不饱和的。烷基醚硫酸盐、烷基醚磷酸盐和烷基醚羧酸盐可以每分子含有1个-10个氧乙烯或氧丙烯单元。
用于此处公开和/或要求保护的发明概念的头发组合物中的典型阴离子表面活性剂可包括但不限于，油烯基琥珀酸钠、月桂基磺基琥珀酸铵、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸三乙醇铵盐、椰油基羟乙基磺酸钠、月桂基羟乙基磺酸钠和N-月桂基肌氨酸钠。在一个非限制性实施方案中，阴离子表面活性剂可以是月桂基硫酸钠、单月桂基磷酸三乙醇铵盐、含有1EO、2EO和3EO的月桂基醚硫酸钠、月桂基硫酸铵和含有1EO、2EO和3EO的月桂基醚硫酸铵。
两性离子表面活性剂的例子可以包括但不限于，烷基氧化胺、烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、甘氨酸烷基酯、羧基甘氨酸烷基酯、烷基两性丙酸盐、烷基两性甘氨酸盐、烷基酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、酰基牛磺酸盐和酰基谷氨酸盐，其中所述烷基和酰基具有8-19个碳原子。用于此处公开和/或要求保护的发明概念的头发组合物中的典型的两性离子表面活性剂可包括月桂基氧化胺、椰油基二甲基磺基丙基甜菜碱，优选月桂基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱和椰油两性丙酸钠。
头发组合物还可以包含辅助表面活性剂，以帮助赋予组合物审美、物理或清洁特性。在一个非限制性实施方案中，基于头发组合物的总重量，非离子表面活性剂的含量可以为0重量％-约5重量％。
例如，此处公开和/或要求保护的发明概念的头发组合物中的代表性非离子表面活性剂可包括脂肪族(C8-C18)直链或支化伯醇或仲醇或酚与环氧烷烃通常是环氧乙烷的缩聚产物，并且通常含有6-30个环氧乙烷基团。
其它代表性的非离子表面活性剂包括单烷基或二烷基烷醇酰胺。实例包括椰油单或二乙醇酰胺和椰油单异丙醇酰胺。
可以包含在此处公开和要求保护的发明概念的头发组合物中的其它非离子表面活性剂是烷基聚糖苷(APG)。通常，APG是包含(任选通过连接基团)连接到一个或多个糖基的嵌段的烷基的APG。优选的APG由下式定义：
RO—(G)n
其中R是支化或直链烷基，其可以是饱和或不饱和的，以及G是糖基。
R可表示约C5-约C20的平均烷基链长。R优选表示约C8-约C12的平均烷基链长。R的值最优选为约9.5和约10.5。G可以选自C5或C6单糖残基，并且优选葡糖苷。G可以选自葡萄糖、木糖、乳糖、果糖、甘露糖及其衍生物。G优选葡萄糖。
聚合度n的值可以为1-约10或更高。n的值优选为约1.1-约2。n的值最优选为约1.3-约1.5。
适用于此处公开的和/或要求保护的发明概念的烷基聚糖苷是市场上可以购得的，并且包括例如以下物质：OramixTMNS10(可从Seppic购得)；PlantarenTM1200和PlantarenTM2000(可从Henkel购得)。
调理剂可以是有机硅、有机调理油、天然蜡和合成蜡以及阳离子聚合物。
所述有机硅可以是硅氧烷流体、硅油、阳离子硅氧烷、硅橡胶胶料、高折射率硅氧烷、硅氧烷树脂、乳化硅氧烷和聚二甲基硅氧烷共聚多元醇。
流变改性剂或流变改性聚合物包括选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基瓜尔胶、羟甲基羟乙基纤维素及其组合的聚合物。
此处公开的和/或要求保护的发明概念中的头发组合物也可以用于保护头发颜色免褪色和/或被洗发水洗掉。颜色保护处理可以通过由免洗产品或者洗去产品或其组合(在染发后)进行染色后处理来实现。
以下实施例用于说明此处公开和/或要求保护的发明概念，除非另有说明，份数和百分比均以重量计。每个实施例都是为了解释此处公开和要求保护的发明概念，而不是限制此处公开和要求保护的发明概念。实际上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在此处公开和要求保护的发明概念中进行各种修改和变化。例如，作为一种实施方案的一部分示出或描述的特征可以用于另一种实施方案，以产生又一种实施方案。因此，此处公开和要求保护的发明概念旨在覆盖处在所附权利要求及其等同物的范围内的这样的修改和变化。
实施例
反应产物的制备
实施例1：葡糖酸内酯与乙二胺在水中的反应
将3.2g乙二胺(EDA)、23.9g水和35.6g L-葡萄糖酸δ-内酯(GDL)依次加入到三颈烧瓶中以形成混合物。在氮气下，将混合物逐渐加热至约60℃并保持约2.5小时。然后，将温度降至50℃，并将所形成的最终产物倒入容器中。一旦温度降至室温(约21-23℃)，即获得最终产品。分析结果表明，最终产物包括N,N'-亚乙基双-D-葡糖酰胺，N-(2-氨基乙基)-D-葡糖酰胺和GDL。
实施例2：GDL与乙醇胺在水中的反应
将6.16g乙醇胺(EA)、15g水和17.9g L-葡萄糖酸δ-内酯依次加入到三颈烧瓶中以形成混合物。在氮气下，将混合物逐渐加热至约60℃，并在该温度下保持约2.5小时。然后，将温度降至50℃，并将所形成的最终产物倒入容器中。一旦温度降至室温(约21-23℃)，即获得最终产品。
实施例3：FDL与乙二胺在甲醇中的反应
将2.40g乙二胺、79g甲醇和14.26g L-葡萄糖酸δ-内酯依次加入到三颈烧瓶中以形成混合物。在氮气下，将混合物逐渐加热回流并在该温度下保持约2.5小时。然后，将温度降至室温(约21-23℃)。将最终产物过滤并干燥。得到白色粉末产物。
实施例4：GDL与3-氨基-1-丙醇在水中的反应
将15.0g 3-氨基-1-丙醇(APA)、35.6g L-葡萄糖酸δ-内酯和50g水依次加入到三颈烧瓶中以形成混合物。在氮气下，将混合物逐渐加热至约75℃，并在该温度下保持约2.5小时。然后，将温度降至50℃，并将所形成的最终产物倒入容器中。一旦温度降至室温(约21-23℃)，即获得最终产品。
实施例5：GDL与3-氨基-1-丙醇在甲醇中的反应
将5.0g(0.2mol)3-氨基-1-丙醇、200g甲醇和35.6g(0.2mol)L-葡糖酸δ-内酯(GDL)依次加入到三颈烧瓶中。在氮气下60℃下将混合物逐渐加热至回流，并在此温度下保持约2.5小时。使反应冷却至室温(约21-23℃)。过滤反应混合物，将产物在60℃的通风烘箱中干燥，得到葡糖酰胺白色粉末。
实施例6：GDL与三(羟甲基)氨基甲烷在甲醇中的反应
将54.0g L-葡萄糖酸δ-内酯、18.3g乙醇胺和300g甲醇依次加入到三颈烧瓶中以形成混合物。在氮气下，将混合物逐渐加热至回流并在该温度保持约2.5小时。然后，温度降至室温(约21-23℃)。将最终产物过滤并干燥。得到白色粉末产物。
实施例7：GDL与三(羟甲基)氨基甲烷在水中的反应
将50.0g L-葡糖酸δ-内酯、34.0g三(羟甲基)氨基甲烷(THMAM)和70.2g水依次加入到三颈烧瓶中以形成混合物。在氮气下，将混合物逐渐加热至约75℃，并在该温度下保持约2.0小时。然后，将温度降至50℃，并将所形成的最终产物倒入容器中。得到在水中含有55重量％固体的最终产物。
实施例8：GDL与3-氨基-1-丙醇在水中的混合物
在室温(约21-23℃)下将5.8g葡糖酸(在水中50重量％)和7.5g 3-氨基-1-丙醇在烧杯中混合1小时。
反应产物的测试
样品制备：
对于水性样品：将约200mg样品溶解在1.3g D2O中以形成溶液。然后将样品溶液转移到5mm NMR管中用于分析。
对于固体样品：将约100mg样品溶解在1.4g D2O中以形成溶液。将样品溶液转移到5mm NMR管中进行分析。
NMR测试：
使用PFG-1探针，使用Varian 400MHz核磁共振仪定量记录1H NMR谱。采集参数如下：
温度：297K，
扫描宽度：16ppm，
脉冲宽度：90度，
扫描次数：16，以及
弛豫延迟时间：30s。
该谱图是使用标准测试校正相位和基线。将三甲基甲硅烷基丙酸(TSP)参考峰定位为0.0ppm来校准谱图。
对于二胺(EDA)和GDL的反应产物：
区域A(IA)＝3.50-3.40ppm(单峰)
区域B(IB)＝3.4-3.25ppm(单峰)
区域C(IC)＝3.25-3.10ppm(三重峰)
二酰胺/单酰胺/胺-葡糖酸盐的摩尔比计算如下：
二酰胺＝(IA)/(IA+IB+2Ic)
单酰胺＝(2IC)/(IA+IB+2Ic).
胺-葡糖酸盐＝(IB)/(IA+IB+2Ic).
对于胺醇化合物(EA/APA)和GDL的反应产物：
区域A(IA)＝4.40-4.20ppm(双峰)
区域B(IB)＝4.25-4.10ppm(双峰)
单酰胺/胺-葡糖酸盐的摩尔比计算如下：
单酰胺＝(IA)/(IA+IB)
胺-葡糖酸盐＝(IB)/(IA+IB)
表1列出了实施例1-7的反应产物的测试结果。
表1
头发增强测试
使用天然白种人黑色头发(从International Hair Importers，Glendale，NY，USA获得)。通过用两份12％H2O2霜剂和一份Lockblond Blue漂白粉(过硫酸钾，可从比利时的Hair Beauty&Care获得)漂白天然白种人黑色头发60分钟，从而获得双重漂白的白种人黑色头发。然后冲洗双重漂白的头发，并用4.5重量％的碱性SLES溶液洗涤。
生存特征寿命的测量
将由实施例1-5和7-8获得的最终产物直接用水稀释成1重量％的水溶液。在实施例1中用乳酸或乳酸/氢氧化钠，在其它实施例中用酒石酸或酒石酸/氢氧化钠将水溶液的pH调节至约4。从发簇顶部切下一段头发纤维(多于50根头发纤维，下文称为“头发”)。将头发在水溶液中浸泡约30分钟而不搅动。然后将头发取出并在23±2℃的受控温度和50±5％的受控室内湿度下干燥。每根头发纤维的中间部分都用PVC衬里的黄铜卷发器夹卷。在将每根头发纤维卷曲之后，将头发保持在受控的温度和受控的室内湿度下至少2小时以平衡。
使用循环测试仪(CYC 801)进行循环拉伸测试和测量，以及头发样品自动加载模块ASL1500(装载有50根头发纤维)和纤维尺寸分析系统(FDAS765型)，其被包含在Mitituyo激光测微仪LSM 500内用于测量每根头发纤维的直径。仪器及其附件可从Dia-StronLimited,Andover,UK获得。
测量每根头发纤维的直径，并在循环拉伸测试之前对五个测量值取平均值。测量使用此处公开的和/或要求保护的发明概念的反应产物处理和未处理的天然和受损或削弱的头发的生存特性是在重复拉伸加载下进行的。基于测量的每根头发纤维的直径计算加载力，并将其施加到相应的纤维上，从而对单根头发纤维施加恒定的应力(克/头发截面表面积)。装载五十(50)根头发纤维用于以每分钟40mm的速度重复测量。当所有的头发纤维断裂或达到100,000次的最大循环次数时，拉伸测试结束。记录每根头发纤维断裂的循环次数。使用基于Weibull分析法的UvWin OC应用软件(可得自Dia-Stron Limited UK)获得经处理和未处理(参比)的头发纤维相对于循环次数的存活概率。数据示于表2(使用0.0165g/μm2应力控制)和表3(使用0.0140g/μm2应力控制)中。Weibullα-参数或特征寿命是63.2％的头发纤维发生断裂的循环次数。对于每个测试组，标准化数据根据以下等式计算：
标准化数据＝(处理头发的特征使用期限)/(未处理头发的特征使用期限)X100
差示扫描量热法(DSC)测量
DSC是基于以下事实：所有材料都具有在加热时吸收一定量的能量的能力。这个能量的量对材料的结构、相位和组成的变化敏感。例如，当材料经历晶体结构的变化，相转变例如熔化，或水的损失时，材料吸收的能量的量可能改变。
使用由Cao(J.Cao，Melting Study of the Crystallites in Human Hair byDSC，Thermody.Acta。335(1999))和FJWortmann(FJWortmann，C.Springob和G.Sundlebach，Investigations of Cosmetically Treated Human Hair by DSC in Water,(IFFCC)。Ref12(2000))报道的DSC方法通过测量热分解模式或行为来研究头发的结构变化。通过测量用于变性或相转变所需的热能量的量来评估头发的热稳定性。这项技术测量的是相对于参比样进入和离开样品的热量。进入(吸热)和离开(放热)样品的热量以热量流相对于温度的热分析图的形式被检测和记录。
DSC技术得到关于头发的变性温度Td和变性焓(ΔH)的热分析图数据。得出的结论是头发变性温度Td的热分析图数据取决于包围微原纤或结晶丝的基质的交联密度。而且，变性焓(ΔH)取决于结晶丝或微原纤的强度。已经表明，美容处理如漂白或烫发以不同的速率选择性地和有区别性地影响这些形态组分，导致变性温度和热流发生变化。变性温度越低，头发受损越严重。
使用DSC来分析此处公开和/或要求保护的发明概念中的处理的效果。使用TA仪器DSC Q-2000分析头发样品。使用线性基线来确定变性焓。
将从实施例1-5和7-8获得的最终产物直接稀释成1重量％的水溶液。在实施例1中使用的乳酸或乳酸/氢氧化钠，在其它实施例中使用酒石酸或酒石酸/氢氧化钠将水溶液的pH调节至约4。将头发浸泡在水溶液中约30分钟。然后将头发用自来水冲洗约20秒-约30秒。通过用纸巾擦拭使头发干燥以除去多余的水分。在头发潮湿的情况下，用剪刀将头发剪成2-4毫米长，然后在环境温度和环境相对湿度(20-23℃，50-55％RH)下干燥约5分钟。将头发称重为约5-7.5mg，并放入高压不锈钢盘中。向盘中加入约45毫升的Milli-Q水。为每根头发纤维准备五个钢盘。将头发纤维在20℃下平衡约2分钟。将头发纤维以2℃/min的速率加热至175℃。将头发纤维以20℃/min的速度冷却至20℃。并在25℃下平衡。测试数据列于表2和表3中，其中ΔT是基于由参比头发和相应的用最终产品处理过的头发测得的Td的差值计算得到的。
表2
表3
结果显示，在用此处公开的和/或要求保护的发明概念获得的样品处理双重漂白的头发之后，受损头发的抗压力能力相比于未处理的头发得到了加强。而且，受损头发的强度增强，甚至高于天然头发的强度。结果还表明，与未经处理的受损头发相比，经处理的头发的变性温度更高。
头发颜色保护
将天然白种人的黑色头发在40℃下用Clairol Textures&Tones 4R(Red HotRed)染色45分钟。然后冲洗头发2分钟。冲洗后，将头发在含有实施例5的样品的0.5重量％的溶液中处理，或者在洗去型调理剂中，或者所述溶液和洗去型调理剂的组合物中处理1分钟。头发过夜干燥。然后将头发浸泡在水或2％的洗发剂溶液中45分钟。在Cintra 20双光束紫外可见光谱仪上测量在490nm处浸泡溶液的吸光度。使用12.5×12.5×45mm的2.5ml样品池进行测量。吸光度越低，从头发浸出的颜色越少。表4列出了测试结果。
表4
处理 浸泡溶液 吸光度
无 2％洗发剂 0.4507
0.5％溶液* 2％洗发剂 0.3053
无 水 0.444
0.5％溶液 水 0.3213
洗去型调理剂 2％洗发剂 0.1956
洗去型调理剂+0.5％溶液 2％洗发剂 0.1603
洗去型调理剂 水 0.203
洗去型调理剂+0.5％溶液 水 0.168
*含有0.5重量％的实施例5的样品。

Claims (34)

1.一种增强头发纤维的方法，所述方法包括施涂由下式之一或两者表示的头发组合物：
其中R1-R4相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素，以及R5和R6相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基；以及
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素；以及R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基或杂环基，不包括R5'和R6'同时是氢的情况，
其中所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基被至少一个羟基取代。
2.一种增强头发纤维的方法，所述方法包括施涂由选自式(III)、式(IV)、式(V)及其组合的配制物表示的头发组合物：
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素；
R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基；以及
L为连接基团，并且为脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基，
其中所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基被至少一个羟基取代。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过使用缓冲体系将所述头发组合物的pH值调节至约2-约6。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述缓冲体系包含酸或盐。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述酸是有机酸。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述有机酸选自乳酸、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、庚二酸、乙醛酸、乌头酸、乙二胺四乙酸、L-谷氨酸、苹果酸、丙二酸及其组合。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述酸是无机酸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述无机酸选自盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)及其组合。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述头发组合物包含至少一种内酯化合物与至少一种烷基二胺化合物的反应产物。
10.权利要求9的方法，其中所述内酯化合物是δ-内酯。
11.权利要求10的方法，其中所述δ-内酯由式(VI)表示：
其中R1-R4相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述烃基是直链或支化的，饱和或不饱和的，或者取代或未取代的。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述δ-内酯选自meadowfoamδ-内酯、δ-辛内酯、δ-癸内酯、δ-壬内酯、十一碳酸δ-内酯、δ-十二内酯、5-羟基-2-癸烯酸-δ-内酯、茉莉内酯、6-戊基-α-吡喃酮、δ-戊内酯、半乳糖酸内酯、葡糖酸-δ-内酯、十六内酯和甲羟戊酸内酯。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述δ-内酯是葡糖酸δ-内酯。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述烷基二胺化合物包含约2-约12个碳原子。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述烷基二胺化合物选自乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、己二胺、癸二胺及其组合。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述烷基二胺化合物是乙二胺。
18.权利要求1或2的方法，其中所述头发组合物还包含至少一种活性头发有益组分。
19.根据权利要求18的方法，其中所述活性头发有益组分包括至少一种选自以下组的组分：表面活性剂、脂肪酸皂、头发和皮肤调理剂、悬浮助剂、润肤剂、乳化剂、流变改性剂、增稠剂、维生素、生发促进剂、自晒黑剂、防晒剂、皮肤亮白剂、抗老化化合物、抗皱化合物、染发处理剂、染发保护剂、头发定型产品、抗脂肪团化合物、抗粉刺化合物、去头屑剂、抗炎化合物、止痛剂、止汗剂、除臭剂、发型固定剂、颗粒剂、研磨剂、保湿剂、抗氧化剂、角质层分离剂、抗静电剂、泡沫促进剂、水溶助剂、增溶剂、螯合剂、抗微生物剂、抗真菌剂、pH调节剂、螯合剂、缓冲剂、植物制剂、染发剂、氧化剂、还原剂、头发和皮肤漂白剂、颜料、防骨疽剂、防垢剂、防斑块剂、溶剂及其组合。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂及其组合。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述调理剂选自有机硅、有机调理油、天然蜡和合成蜡、阳离子聚合物及其组合。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述有机硅选自硅氧烷流体、硅油、阳离子硅氧烷、硅橡胶胶料、高折射率硅氧烷、硅氧烷树脂、乳化硅氧烷、聚二甲基硅氧烷共聚多元醇及其组合。
23.根据权利要求19所述的方法，其中所述流变改性剂包括选自以下组的聚合物：羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基瓜尔胶、羟甲基羟乙基纤维素及其组合。
24.根据权利要求23所述的方法，其中基于所述头发组合物总重量，所述流变改性剂的含量为约0.1重量％至约1.5重量％。
25.根据权利要求9所述的方法，其中所述内酯化合物与所述烷基二胺化合物的摩尔比为约5:1至约1:5。
26.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述头发纤维包括天然头发纤维、受损头发纤维或染色头发纤维。
27.由以下式之一或两者表示的头发组合物的用途：
其中R1-R4相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素，以及R5和R6相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基；以及
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素；以及R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基或杂环基，不包括R5'和R6'同时是氢的情况，
其中所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基被至少一个羟基取代。
28.由选自式(III)、式(IV)、式(V)及其组合的配制物表示的头发组合物的用途：
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素；
R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基；以及
L为连接基团，并且为脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基，
其中所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基被至少一个羟基取代。
29.根据权利要求27或28所述的用途，其中所述头发组合物具有约2至约6的pH值。
30.一种保护染色的头发的颜色免于褪色或洗掉色的方法，所述方法包括用由下式之一或两者表示的头发组合物处理所述染色的头发：
其中R1-R4相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素，以及R5和R6相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基；以及
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素；以及R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基或杂环基，不包括R5'和R6'同时是氢的情况，
其中所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基被至少一个羟基取代。
31.一种保护染色的头发的颜色免于褪色或洗掉色的方法，所述方法包括用由选自式(III)、式(IV)、式(V)及其组合的化学配制物表示的头发组合物处理所述染色的头发：
其中R1'-R4'相互独立地为氢、具有1个-约10个碳原子的烃基、羟基、氨基、巯基、芳基或卤素；
R5'和R6'相互独立地为氢、脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基；以及
L为连接基团，并且为脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基，
其中所述脂肪族烃基、脂环族烃基、芳基、烷基芳基或杂环基被至少一个羟基取代。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其中所述染色的头发是双重漂白的、单漂白的或烫发的头发。
33.权利要求33的方法，其中所述头发组合物被包含在随后的洗发处理步骤中使用的洗发剂或调理剂中。
34.根据权利要求33所述的方法，其中将所述头发组合物用于免洗型处理配制品中。
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