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Menschliches
Haar ist täglich
den verschiedensten Einflüssen
ausgesetzt. Neben mechanischen Beanspruchungen durch Bürsten, Kämmen, Hochstecken
oder Zurückbinden,
werden die Haare auch durch Umwelteinflüsse wie z.B. starke UV-Strahlung,
Kälte,
Wind und Wasser angegriffen. Auch der physiologische Status (z.B.
Alter, Gesundheit) der jeweiligen Person beeinflusst die Schädigung der
keratinischen Fasern.
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Insbesondere
aber auch die Behandlung mit chemischen Mitteln verändert Struktur
und Oberflächeneigenschaften
der Haare. Methoden wie z.B. dass Dauerwellen, Bleichen, Färben, Tönen, Glätten usw.,
aber auch häufiges
Waschen mit aggressiven Tensiden tragen dazu bei, dass mehr oder
weniger starke Schäden an
der Haarstruktur verursacht werden. Dabei raut sich die Haaroberfläche auf,
wodurch es schwer kämmbar sowie
brüchig
werden kann. So wird z.B. bei einer Dauerwelle sowohl die Cortex
als auch die Cuticula des Haares angegriffen. Die Disulfid-Brücken des
Cystins werden durch den Reduktionsschritt aufgebrochen und im anschließenden Oxidationsschritt
zum Teil zu Cysteinsäure
oxidiert. Diese anionischen Strukturen auf der Oberfläche der
Haare rufen einen Verlust an Weichheit und Geschmeidigkeit im nassen
und trockenen Zustand hervor.
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Beim
Bleichen wird nicht nur das Melanin zerstört, sondern es werden außerdem ca.
15 bis 25 Gew.-% der Disulfid-Bindungen des Cystins bei einer milden
Bleiche oxidiert. Bei einer exzessiven Bleichung können es
sogar bis zu 45 Gew.-% sein (K. F. de Polo, A Short Textbook of
Cosmetology, 2000, Verlag für
chemische Industrie, H. Ziolkowsky GmbH).
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So
ergeben sich aus den chemischen Behandlungen, dem häufigen Waschen
oder der UV-Bestrahlung nachteilige mechanische Eigenschaften für das Haar,
hervorgerufen durch Entfernung natürlich ausgeschiedener Haarfette
bzw. -feuchthaltemittel (Sebum). Es wird dadurch spröde, trocken,
glanzlos, porös
und fühlt
sich rau an. Außerdem
ist gründlich
gereinigtes Haar für
gewöhnlich
sehr schwer zu kämmen,
sowohl im nassen als auch im trockenen Zustand, da die einzelnen
Haare dazu neigen kraus zu werden und sich zu verknoten. Beim Trocknen
legen sich die Haare dann nicht in der gewünschten Art und Weise. Dabei
bleiben die Haare schlecht zu kämmen
und besitzen zusätzlich
noch unvorteilhafte elektrostatische Eigenschaften.
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In
diesem Zustand ist das Haar für
weitere Schädigungen
durch Chemikalien, Tenside und Umwelteinflüsse leicht zugänglich,
wodurch Haarbruch und Spliss auftreten können. Der also insgesamt unzufriedenstellende
Zustand von gereinigtem oder geschädigtem Haar erfordert somit
eine anschließende
Behandlung durch eine konditionierende Formulierung, um die unerwünschten
Eigenschaften der Haare zu verbessern.
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Konditioniermittel
werden also separat von Shampoos verwendet und sind normalerweise
Spülungen, Creme-Emulsionen
oder Lotionen wie z.B. Haarspülungen,
Haarkuren, Shampoos, Leave-in Konditionierer usw. mit mindestens
einer kationischen Komponente.
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Für die Definition
der Begriffe Konditioniermittel oder conditioner/conditionig agents
findet sich in der Literatur eine breite Basis und wird von Breuer
et al. "Physical
chemistry of hair condition",
Cosmetics & Toiletries
94 (1979), 29 und von Edelstein "Hair
Conditioners and Conditioning",
Cosmetics & Toiletries
100 (1985), 31 definiert als Effekt, der nach einer Haarbehandlung
(mit diesen Konditioniermittel enthaltenden Formulierungen) auftritt
und die Haareigenschaften verbessert in Bezug auf Kämmbarkeit,
Formbarkeit, Volumen, Handhabbarkeit und optische Eigenschaften
(Breuer) bzw. Kämmbarkeit,
Entwirrbarkeit, Glanz, Volumen, Stärke und Formbarkeit (Edelstein).
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In
Ullmann's Encyclopedia
of Industrial Chemistry (2003), 6th ed., "Hair Preparations, 3.2 Conditioning Agents
and Treatments" werden
Haarkonditioniermittel wie folgt definiert: Haarkonditioniermittel
verhindern, verzögern
oder verschleiern Veränderungen
des Haares, hervorgerufen durch Umwelteinflüsse und chemische Behandlungsmittel.
Die Wirkung basiert hauptsächlich
auf einer oberflächlichen
Veränderung
der Haare, wodurch auch dessen Glanz positiv beeinflusst wird. Fast
alle modernen Shampoos, Styling-Lotionen und Färbungen enthalten konditionierende
Additive, die eine übermäßige mechanische
Schädigung
des Haares verhindern. Einfache Konditioniermittel sind jedoch für langes
oder chemisch behandeltes Haar nicht geeignet. In diesem Fall müssen spezielle
konditionierende Additive (zusätzlich)
verwendet werden.
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In
der Patentliteratur sind analoge Definitionen zu finden. So wird
in WO-A-97/09028 festgestellt, dass eine Konditionierung, d.h. also
eine allgemeine Zustandsverbesserung des Haares bewirkt werden kann,
indem sich Additive insbesondere an geschädigten Haarbereichen ins Haar
eindringen oder sich an solchen Bereichen anlagern und auf diese
Weise dessen Allgemeinzustand, beispielsweise dessen Kämmbarkeit,
verbessern.
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In
der WO-A-91/04007 wird der "konditionierende
Effekt" verstanden
als eine Verbesserung der Kämmbarkeit
von nassem und trockenem Haar, des Glanzes, des seidigen, glatten
und weichen Gefühls
sowie der Handhabbarkeit beim Stylen und Legen.
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Konventionelle
Leave-in und rinse-off Konditioniermittel enthalten Fettalkohole
zur Einstellung der Viskosität
sowie quarternäre
Alkylammoniumverbindungen und Silikone zur eigentlichen Konditionierung.
Dabei neigen die Fettalkohole zur Ablagerung auf den einzelnen Haaren
und rufen letztendlich eine Verringerung des Volumens hervor.
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Die
Oberfläche
des Haares ist in unbehandeltem Zustand anionisch geladen, hervorgerufen
durch Carboxylat und Sulfonsäuregruppen.
Daraus ergeben sich die nachteiligen elektrostatischen Eigenschaften. Zur
Absättigung
der anionischen Ladungen werden in handelsüblichen Haarpflegemitteln hauptsächlich kationische
Tenside auf Alkylammonium-Basis oder Silikon-Quats zugemischt. Diese Verbindungen
lagern sich aufgrund von Coulomb-Wechselwirkungen an die entgegengesetzt
geladene Haaroberfläche,
auf der sie eine monomolekulare Schicht bilden und dadurch das Haar
hydrophobisieren. Aufgrund der sterischen Hinderung zeigen Alkylammoniumverbindungen
jedoch nur einen schwachen durch Coulomb-Wechselwirkungen hervorgerufenen
Halt auf Haaren.
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Es
besteht daher also weiterhin ein Bedarf an vielseitig einsetzbaren
Inhaltsstoffen für
Haarbehandlungsmittel und Haarnachbehandlungsmittel, die die Kämmbarkeit,
den Griff und den Glanz des Haares nachhaltig und in erhöhtem Maße verbessern
sowie die unerwünschten
Nebenerscheinungen von Haarbehandlungen unterdrücken oder beseitigen.
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Vorzugsweise
soll ein solcher Wirkstoff bereits in geringen Einsatzkonzentrationen
eine deutliche Wirkung hervorrufen, nicht toxisch sein, vorzugsweise
natürlichen
Ursprungs oder naturidentisch sein, sehr gut vom Haar und der Kopfhaut
toleriert werden, eine hohe Verträglichkeit mit anderen Inhaltsstoffen
aufweisen und sich problemlos in Haarbehandlungsmittel und Haarnachbehandlungsmittel
einarbeiten lassen. Besonders wünschenswert
ist es, wenn dieser Inhaltsstoff zusätzlich auch die Funktion bestimmter
Komponenten ausüben
kann, die bisher zur Haarbehandlung eingesetzt werden, wie etwa
die eines Konditioniermittels.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen solchen Wirkstoff zur Verfügung zu
stellen, der in der Lage ist, sowohl die sensorischen Eigenschaften
von Haaren in trockenem und nassem Zustand zu verbessern, als auch
die Schädigung
der Haare, verursacht durch Waschen, chemische Behandlungen oder
exogene Faktoren, zu beheben und somit also ein breiteres Wirkungsspektrum
als Konditioniermittel aufweist.
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Es
wurde nun überraschenderweise
gefunden, dass sowohl einfache Alkylguanidin-Verbindungen und deren
Derivate als auch deren Säure-Konjugate
in Zubereitungen zur Behandlung und Nachbehandlung der Haare alle
diese gewünschten
Kriterien erfüllen
und in der Performance handelsübliche
Verbindungen deutlich übertreffen.
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Haarbehandlungsmittel
und Haarnachbehandlungsmittel, enthaltend als Konditioniermittel
0,05 bis 10,0 Gew.-% mindestens einer Alkylguanidin-Verbindung der
allgemeinen Formeln (I) und/oder (II)
und/oder deren Salze oder
Hydrate, in denen
R
1, R
2 - a) unabhängig
voneinander H, ein gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls Doppelbindungen
enthaltender Kohlenwasserstoffrest, Hydroxyalkyl-, Alkyloxy-, Carboxyalkylreste,
mit 2 bis 30 C- Atomen,
vorzugsweise 4 bis 22, insbesondere 6, 8 oder 16 bis 22 C-Atomen,
oder
- b) wobei die Reste auch ali- oder heterocyclische Komponenten,
gesättigt,
ungesättigt
oder aromatisch, mit einer Ringgröße von 3 bis 10 Atomen, vorzugsweise
von 4 bis 6 Atomen, besitzen können,
welche weitere, gesättigte
oder ungesättigte
Kohlenwasserstoffsubstituenten mit 1 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise
4 bis 22 C-Atomen, tragen können,
oder
- c) Alkylamidoalkylen- oder Alkylesteralkylenreste, die weitere
unter a) und b) genannte Strukturelemente enthalten können, mit
der Maßgabe,
dass in Verbindungen gemäß Formel
(I) mit R1 = Alkylamidoalkylen, R2 nicht Wasserstoff ist,
und die Strukturelemente
a), b), c) untereinander und miteinander kombiniert werden können,
R3 Alkylen, gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls
Doppelbindungen oder ali- oder heterocyclische Komponenten, gesättigt, ungesättigt oder
aromatisch, mit einer Ringgröße von 3
bis 10 Atomen, vorzugsweise mit einer Ringgröße von 4 bis 6 Atomen, enthaltender
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise 4 bis
22 C-Atomen oder in der R1 und R2 in dem Element -N(R1)-R3-(R2)N- einen 5
bis 8-gliedrigen Ring bilden kann.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen
der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet
ist, dass mindestens einer der Reste R1,
R2 ein C8- oder
ein C16_22-Alkylrest
ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen
der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Reste R1, R2 C12-Alkylreste sind.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen
der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet
ist, dass die Reste R1, R2 gleich
oder verschieden Alkylamidoalkylen- oder Alkylesteralkylenreste
sind.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen
der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet
ist, dass R3 Kohlenwasserstoffreste, vorzugsweise
Alkylenreste mit 4 bis 18, vorzugsweise 6 bis 12 C-Atomen sind und
R1 und R2 die oben
angegebene Bedeutung haben und vorzugsweise mindestens einmal Wasserstoff
sind.
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Weitere
Gegenstände
der Erfindung werden durch die Ansprüche gekennzeichnet.
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Die
erfindungsgemäß verwendeten
oder mitverwendeten Alkylguanidine besitzen sowohl eine gute Stabilität als auch
eine gute Formulierbarkeit, rufen bereits in geringen Einsatzkonzentrationen
eine deutliche Wirkung hervor, sind nicht toxisch, natürlichen
Ursprungs oder naturidentisch, werden sehr gut vom Haar und der
Kopfhaut toleriert, weisen eine hohe Verträglichkeit mit anderen Inhaltsstoffen
auf und lassen sich problemlos in Haarbehandlungsmittel einarbeiten.
Zusätzlich
können
sie noch eine leicht antimikrobielle Wirkung aufweisen.
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Die
Herstellung von Alkylguanidinen ist in der DE-C-506 282 (Schering)
beschrieben. In dem Verfahren werden Alkylamine in einer alkoholischen
Lösung
mit Cyanamid in Anwesenheit einer Protonensäure guanidyliert. So werden
die Produkte als kristalline Salze erhalten.
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Die
zur Herstellung der erfindungsgemäß mitverwendeten Alkylguanidine
eingesetzten Fettamine werden nach bekannten Verfahren durch Umsetzung
von Fettsäuren
mit NH3 in Gegenwart von Katalysatoren zum
Nitril und anschließender
Hydrierung zum primären
Amin hergestellt.
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Mitverwendete
Amine werden aus einzelnen oder Mischungen der Fettsäuren wie
Caprylsäure,
Caprinsäure,
2-Ethyl-hexansäure,
Laurinsäure,
Myristinsäure,
Palmitinsäure,
Palmitoleinsäure,
Isostearinsäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure (Ricinolsäure), Dihydroxystearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Petrolesinsäure, Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure und
Erucasäure,
Gadoleinsäure
sowie die bei der Druckspaltung natürlicher Fette und Öle anfallenden
technischen Mischungen wie Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure und
insbesondere Rapsölfettsäure, Sojaölfettsäure, Sonnenblumenölfettsäure, Tallölfettsäure, Kokosöl erhalten.
Geeignet sind prinzipiell alle Fettsäuren mit ähnlicher Kettenverteilung.
Der Gehalt dieser Fettsäuren
bzw. Fettsäureester
an ungesättigten
Anteilen, wird – soweit
dies erforderlich ist – durch
die bekannten katalytischen Hydrierverfahren auf eine gewünschte Jodzahl
eingestellt oder durch Abmischung von vollhydrierten mit nichthydrierten
Fettkomponenten erzielt.
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Vorzugsweise
werden teilgehärtete
C8-18-Kokos- bzw.
Palmfettsäuren,
Rapsölfettsäuren, Sonnenblumenölfettsäuren Sojaölfettsäuren und
Tallölfettsäuren, mit
Jodzahlen im Bereich von ca. 80 bis 150 und insbesondere technische
C8–18-Kokosfettsäuren eingesetzt,
wobei gegebenenfalls eine Auswahl von cis/trans-Isomeren wie elaidinsäurereiche
C16/18-Fettsäureschnitte
von Vorteil sein können.
Sie sind handels übliche
Produkte und werden von verschiedenen Firmen unter deren jeweiligen
Handelsnamen angeboten.
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In
den letzten zehn Jahren wurden bereits einige Patentanmeldungen
veröffentlicht,
in denen die Verwendung von Alkylguanidinen in Haarpflegemitteln
beschrieben wird. So wird die wenig spezielle Anwendung als kationisches
Tensid in JP-A-06-263621 (Lion) und in JP-A-11-035424 (Kao) beschrieben.
Ebenso unspezifisch ist die beschriebene Verwendung der Verbindungen
nach JP-A-06-183931 (Lion) in Haar-Styling-Formulierungen und nach
JP-A-10-17442 (Kao) in chemischen Haarbehandlungsmitteln.
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Die
Verwendung von Alkylguanidin-Derivaten ist nach bekanntem Stand
der Technik also beschränkt auf
die Ausnutzung der tensidischen Eigenschaften zum Einsatz als waschaktive
Substanzen. Über
die überraschenden
guten Eigenschaften dieser Verbindungsklasse zur Konditionierung
von Haaren ist bislang nichts zu finden.
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Als
besonders geeignet im Sinne der vorliegenden Erfindung haben sich
Alkylguanidine der allgemeinen Formel (I) und/oder (II) und/oder
deren Salze und/oder deren Hydrate erwiesen in denen die Reste R1 und/oder R2 mindestens
einmal ein C6-, C8- oder ein C16–22-Alkylrest
sind.
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Zur
Salzbildung geeignet sind grundsätzlich
alle kosmetisch unbedenklichen anorganischen oder organischen ein-
oder mehrbasischen Säuren
wie beispielsweise Ameisensäure,
Essigsäure,
Propionsäure, Heptansäure, Caprylsäure, Nonansäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Cyclopentancarbonsäure, Cyclohexancarbonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Crotonsäure, 2-/3-/4-Pentensäure, 2-/3-/4-/5-Hexensäure, Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Gadoleinsäure, Sorbinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Pivalinsäure, Ethoxyessigsäure, Phenylessigsäure, Milchsäure, 2-Ethylhexansäure, Oxalsäure, Glycolsäure, Äpfelsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Glutarsäure, Zitronensäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Benzoesäure, o-/m-/p-Tolylsäure, Phenylessigsäure, Salicylsäure, 3-/4-Hydroxybenzoesäure, Phthalsäuren oder
deren ganz oder teilweise hydrierten Derivate wie Hexahydro- oder Tetrahydrophthalsäure, Kohlensäure, Phosphorsäure, Salzsäure, Schwefelsäure und
deren Gemische sind sehr gut geeignet, insbesondere Milchsäure, Weinsäure, Essigsäure und
Salzsäure.
Dabei ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung auch möglich, sowohl
geeignete Guanidin-Derivate untereinander in Mischungen zu verwenden
als auch Mischsalze.
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Als
erfindungsgemäße, kosmetische
Zubereitungen zur Nachbehandlung, Formgebung und Pflege der Haare
werden vor allem solche Haarbehandlungsmittel verstanden, die nach
einer chemischen Behandlung der Haare verwendet werden (chemische
Haarnachbehandlungsmittel und Haarbehandlungsmittel, durch die die
Haarstruktur negativ beeinflusst wird), bei denen eine Verbesserung
von Kämmbarkeit,
Griff, Entwirrbarkeit, Volumen und Glanz von Haaren durch den Zusatz
von Alkylguanidin-Verbindungen erhalten wird.
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Alkylguanidine
können
dabei generell in einer Konzentration von 0,01 bis 10,0 Gew.-%,
bevorzugt in einer Konzentration von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere
in einer Konzentration von 0,1 bis 2,0 Gew.-%, enthalten sein.
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Bei
den Haarnachbehandlungsmitteln handelt es sich z.B. um Haarspülungen,
Haarkuren, Avivagemittel, Leave-in Konditionierer, Haarshampoos,
two-in-one-Shampoos, Festigerformulierungen wie Schaumfestiger,
Haarsprays oder Fönlotionen, Haarwässer, Haarspitzenfluids.
Sie können
als Gel, Emulsion, Lösung, Aerosolspray
oder -schaum, Nonaerosolspray oder -schaum vorliegen.
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Die
erfindungsgemäßen kosmetischen
Zubereitungen zur Behandlung der Haare nach einer chemischen Behandlung
weisen einen pH-Wert von 3 bis 7 auf und enthalten daher bevorzugt
eine dafür
geeignete wasserlösliche
Säure oder
ein Puffergemisch, das diesen pH-Wert stabilisiert.
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Die
erfindungsgemäßen, kosmetischen
Zubereitungen zur Behandlung der Haare können neben Alkylguanidin-Verbindungen
noch weitere Komponenten enthalten, die für den jeweiligen Anwendungszweck vorteilhaft
und/oder üblich
sind.
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So
können
Shampoos z.B. 3 bis 30 Gew.-% schäumende anionische, zwitterionische,
ampholytische und nichtionische Tenside enthalten. Haarspülungen und
Haarkuren enthalten 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%,
Emulgatoren, 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, Konsistenzgeber
und 0 bis 20 Gew.-% kosmetische Öle
pflanzlichen und synthetischen Ursprungs, Emollients, Vitaminpräparate und
Proteine. Shampoos, Haarspülungen,
Haarkuren und Avivagemittel enthalten außerdem bevorzugt 0 bis 8 Gew.-%,
vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, kationische Tenside und wasserlösliche Polymere
mit quaternären Ammoniumgruppen
zur Verringerung der statischen Aufladbarkeit und zur Verbesserung
von Kämmbarkeit, Griff
und Glanz.
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Bei
den kationischen Tensiden handelt es sich in der Regel
- – um
quaternäre
Ammoniumverbindungen, wie z.B. Alkyltrimethylammoniumsalze, Dialkyldimethylammoniumsalze,
Trialkylmethylammoniumsalze und Imidazolinium-Verbindungen. Die
langen Alkylketten bestehen aus einer Kohlenstoff kette mit 10 bis
22 C-Atomen, die Gegenionen zum quaternären Stickstoff sind z.B. Halogenide,
Sulfat, Acetat, Lactat, Glycolat, Nitrat oder Phosphat. Produkte
findet man unter der Bezeichnung Varisoft® 300,
432 CG, 442-100 P, BT 85 von Goldschmidt-Rewo, Dehyquart® A
von Henkel im Handel;
- – um
Esterquats, wie sie unter der Bezeichnung Dehyquart® F75
von Henkel oder Armocare® VGH-70 von Akzo vertrieben
werden;
- – Alkylamidoquats,
wie sie z.B. unter der Bezeichnung Varisoft® PATC
und RTM 50 von Goldschmidt-Rewo im Handel sind.
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Bei
den wasserlöslichen
Polymeren mit quaternären
Ammoniumgruppen handelt es sich z.B.
- – um kationische
Cellulosederivate, wie sie unter der Bezeichnung Celquat® H
100 und L 200 von National Starch oder Polymer JR® 400
von Amerchol im Handel erhältlich
sind,
- – polymere
Dimethyldiallylammoniumsalze und deren Copoymere mit Estern und
Amiden von Acrylsäure und
Methacrylsäure.
Die unter der Bezeichnung Merquat® 100
oder Merquat® 550
von Calgon im Handel erhältlichen
Produkte sind Beispiele für
solche kationischen Polymere,
- – Copolymere
des Vinylpyrrolidons mit quaternierten Derivaten des Dialkylaminoacrylats-
und -methacrylates. Solche Verbindungen sind unter der Bezeichnung
Gafquat® 735
und Gafquat® 744
von ISP im Handel erhältlich,
- – Vinylpyrrolidon-Vinylimidazoliummethochlorid-Copolymere,
wie sie unter der Bezeichnung Luviquat® FC 370,
FC 550, FC 905 und HM-552 von BASF angeboten werden,
- – quaternierter
Polyvinylalkohol,
- – quaternierte
Proteinhydrolysate tierischen oder pflanzlichen Ursprungs auf Basis
Keratin, Collagen, Elastin, Weizen, Reis, Soja, Milch, Seide, Mais.
Solche Produkte werden z.B. unter der Bezeichnung Croquat® Wheat
und Silk von Croda, Promois® W-32CAQ, Silk CAQ, WG
CAQ von Seiwa Kasei oder Quat-Coll® CDMA
von Brooks vertrieben,
- – Guarhydroxypropyltrimethylammoniumchlorid,
- – aminofunktionelle
Polydimethylsiloxane oder hydroxylaminomodifizierte Silicone, wie
die Handelsprodukte ABIL® Quat 3272 und ABIL® Quat
3474 von Goldschmidt, Dow Corning® 929
Emulsion, Dow Corning® 939 von Dow Corning.
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Festigerformulierungen
sowie andere Haarstyling-Zubereitungen enthalten üblicherweise
0,1 bis 5 Gew.-% filmbildende, in wässrigen oder wässrig-alkoholischen
Medien lösliche
Polymerisate, gegebenenfalls gemeinsam mit kationischen Tensiden
oder kationischen Polymeren. Beispiele für Filmbildner sind Homopolymere
des Vinylpyrrolidons, Homopolymere des N-Vinylformamids, Copolymerisate
aus Vinylpyrrolidon und Vinylacetat, Terpolymere aus Vinylpyrrolidon
Vinylacetat und Vinylpropionat, Polyacrylamide, Polyvinylalkohole, hochmolekulares
Polyethylenglykol oder hochmolekulare Copolymere von Ethylenglykol
mit Propylenglykol, Chitosan. Diese Produkte findet man unter der
Bezeichnung Luviskol® K30, K60, K80, VA37E
von BASF oder PVP/VA E335 und PVP K30 von ISP im Handel.
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Typische
Rahmenrezepturen für
die jeweiligen Anwendungen sind bekannter Stand der Technik und sind
beispielsweise in den Broschüren
der Hersteller der jeweiligen Grund- und Wirkstoffe enthalten. Diese
bestehenden Formulierungen können
in der Regel unverändert übernommen
werden. Im Bedarfsfall können
zur Anpassung und Optimierung die gewünschten Modifizierungen aber
durch einfache Versuche komplikationslos vorgenommen werden.
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Eine
typische Formulierung für
eine Haarspülung/Haarkur
enthält
beispielsweise:
- a) 0,1 bis 2 Gew.-% mindestens
eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder (II),
- b) 0,1 bis 5 Gew.-% an Emulgator,
- c) 0,1 bis 5 Gew.-% an Konsistenzgeber,
- d) 0,1 bis 5 Gew.-% an kationischen Tensiden und/oder wasserlöslichen
Polymeren mit quaternären
Ammoniumgruppen,
- e) 0 bis 10 Gew.-% an sonstigen kosmetischen Wirkstoffen, Konservierungsmitteln
sowie übliche
Zusatz- und Hilfsstoffe,
- f) ad 100 Gew.-% Wasser.
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Ein
typische Formulierung für
ein Haarshampoo enthält
beispielsweise:
- a) 0,1 bis 2 Gew.-% mindestens
eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder (II),
- b) 3 bis 30 Gew.-% schäumende
anionische, amphotere, ampholytische oder nichtionische Tenside,
- c) 0,1 bis 5,0 Gew.-% kationische Tenside und/oder wasserlösliche Polymere
mit quaternären
Ammoniumgruppen,
- d) 0,1 bis 6,0 Gew.-% Verdicker,
- e) 0 bis 10 Gew.-% an sonstigen kosmetischen Wirkstoffen, Trübungsmitteln,
Lösungsmitteln
sowie übliche Zusatz- und Hilfsstoffe,
- f) ad 100 Gew.-% Wasser.
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Bei
den Zubereitungen zur chemischen Haarbehandlung, in denen die Verbindungen
der allgemeinen Formel (I) und/oder (II) mit Erfolg gemäß Anspruch
1 mitverwendet werden können,
handelt es sich um Mittel zur dauerhaften Verformung der Haare wie
Dauerwell- und Fixiermittel oder Haarglättungsmittel, farbverändernde
Mittel wie Blondiermittel, Oxidationsfärbe mittel und Tönungsmittel
und -shampoos auf Basis direktziehender Farbstoffe.
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Solche
Zubereitungen können
bei einer Dauerwelllösung
z.B. 1 bis 10 Gew.-% Thioglykolsäure,
Thioglykolsäuresalze
oder -ester Dauerwell-Fixiermittel oder Blondiermittel enthalten,
bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% Oxidationsmittel, wie z.B. Kaliumbromat,
Natriumbromat oder Wasserstoffperoxid. Haarglättungsmittel basieren auf dem
Einsatz starker Basen oder auf Reduktionsmitteln wie z.B. Thioglycolsäuresalzen.
Haarfärbemittel enthalten
direktziehende Haarfärbemittel
oder Oxidationsfarbstoff-Vorprodukte.
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Schließlich können die
erfindungsgemäßen Zubereitungen
weitere kosmetische Hilfs- und Zusatzstoffe, die in solchen Zubereitungen üblich sind,
enthalten. Solche Hilfstoffe sind z.B. Lösungsvermittler wie Ethanol,
Isopropanol, Ethylenglykol; Propylenglykol, Glycerin und Diethylenglykol,
Komplexbildner wie EDTA, NTA, β-Alanindiessigsäure und
Phosphonsäure,
Konservierungsmittel, Antioxidantien, Duftstoffe, Farbstoffe zum Anfärben der
kosmetischen Zubereitung, Trübungsmittel
wie Latex, Styrol/PVP und Styrol-Acrylamid-Copolymere, Perlglanzmittel
wie Ethylenglykolmono- und -distearat und PEG-3-distearat, Pigmente,
Lichtschutzmittel, Verdickungsmittel oder Treibmittel.
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Die
Alkylguanidin-Verbindungen können
in den erfindungsgemäßen, kosmetischen
Zubereitungen auch mit anderen haarkosmetischen Wirkstoffen (active
ingredients) kombiniert werden, wie z.B. Ceramiden, Pseudoceramiden,
Proteinhydrolysaten pflanzlichen oder tierischen Ursprungs auf Basis
Keratin, Collagen, Elastin, Weizen, Reis, Soja, Milch, Seide, Mais,
aber auch Aminosäuren
und Antischuppenwirkstoffe wie Piroctone Olamine, Zink Omadine und
Climbazol, Sebostatika, Vita minen, Panthenol, Pyrrolidoncarbonsäure, Bisabolol
oder Pflanzenextrakten.
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Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Haarbehandlungsmittel
erfolgt in der üblichen
Weise, wobei die Alkylguanidin-Verbindungen
sowohl in der wässrigen
als auch in der Ölphase
gelöst
werden. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt bevorzugt zuletzt
durch Zugabe der dafür
vorgesehenen Säure
und/oder des Puffergemisches.
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Im
folgenden Text werden einige Herstellungs- und Anwendungsbeispiele
sowie, Rezepturen angeführt.
Diese veranschaulichen den Gegenstand der Erfindung und beschränken diesen
nicht.
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Herstellungsbeispiele:
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Darstellung von Octylguanidiniumacetat
und C16–22-Alkylguanidiniumacetat
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30,7
g Octylamin bzw. 70,8 g C16_22-Alkylamin
(0,2375 mol) werden unter Rühren
bei erhöhter
Temperatur in 30 ml n-Butanol gelöst. Während der Aufwärmphase
werden 14,2 g Essigsäure
(0,2365 mol) zugegeben. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von
90 °C wird über einen
Zeitraum von 3 h eine Lösung
von 10,0 g Cyanamid (0,2379 mol) in Butanol (ca. 60 ml) zugetropft
und der Ansatz bei 90 °C
für 3 h
weitergerührt. Nach
dem Abkühlen
wird das Lösungsmittel
am Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck abgezogen. Das Produkt
wird mit Aceton aufgeschlämmt,
abfiltriert und mit Diethylether gewaschen. Das Endprodukt liegt als
kristallines farbloses Pulver vor.
Octylguanidiniumacetat: 13C-NMR, 100 MHz, CD3OD,
25 °C: δ = 181,0
(1C , COOHAcOH), 159,3 (1C , CGuanidiniumgr.),
42,9 (1C , CH2), 33,4 (1C, CH2),
30,8 (1C, CH2), 30,4 (1C, CH2)
, 28,2 (1C, CH2), 24,8 (1C, CH2),
24,1 (1C, CH3, AcOH),
14,9 (1C, CH3); MALDI-TOF [m/z]: 172,2 (M+H+)
C16–22-Alkylguanidiniumacetat: 13C-NMR, 100 MHz, CD3OD,
50 °C: δ = 178,5
(1C, COOHAcOH), 157,1 (1C, CGuanidingr.),
40,6 (1C, CH2), 31,2 (1C, CH2),
28,9 (1C, CH2), 28,5 (1C, CH2),
28,5 (1C, CH2), 28,1 (1C, CH2),
25,9 (1C, CH2), 22,5 (1C, CH2),
21,8 (1C, CH3,AcOH), 12,6 (1C, CH3); MALDI-TOF[m/z]: 284,2 (C16-Guanidin+H+), 312,2 (C18-Guanidin+H+), 340,2 (C20-Guanidin+H+), 368,3 (C22-Guanidin+H+).
-
Darstellung von Octylguanidiniumchlorid:
-
15,4
g Octylamin (0,1194 mol) und 20 ml n-Butanol werden vorgelegt und
unter Rühren
auf 90 °C
erwärmt.
Während
der Aufwärmphase
werden 11,0 g Salzsäure
(37%; 0,1137 mol) zugegeben. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur
von 90 °C
wird über
einen Zeitraum von 3 h eine Lösung
von 5,0 g Cyanamid (0,1308 mol) in Butanol (ca. 60 ml) zugetropft
und der Ansatz bei 90 °C
für 4 h
weitergerührt.
Nach dem Abkühlen
wird das Lösungsmittel
am Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck abgezogen. Das Produkt
wird in H2O gelöst und mit NaCl-Lösung abgetrennt.
Trocknung des Produktes erfolgt durch Zugabe von Ethanol und anschließender Destillation.
Das Endprodukt ist eine hochviskose farblose Flüssigkeit.
13C-NMR,
100 MHZ, CD3OD, 25 °C: δ = 158, 6 (1C, CGuanidinium gr.), 42,9 (1C, CH2),
42,8 (1C, CH2), 33,0 (1C, CH2),
30,4 (1C, CH2), 29,9 (1C, CH2),
27,8 (1C, CH2), 23,8 (1C, CH2),
14,8 (1C, CH3); MALDI-TOF[m/z]: 172,2 (M+H+), 192,9 (M+Na+).
-
Darstellung von Octylguanidiniumlactat:
-
In
einem Mehrhalsrundkolben werden 15,4 g Octylamin (0,1194 mol) und
20 ml n-Butanol vorgelegt und unter Rühren auf 90 °C erwärmt. Während der
Aufwärmphase
wird 10,2 g Milchsäure
(0,1137 mol) zugegeben. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von
90 °C wird über einen
Zeitraum von 3 h eine Lösung
von 5,0 g Cyanamid (0,1194 mol) in Butanol (ca. 60 ml) zugetropft
und der Ansatz bei 90 °C
für 3 h
weitergerührt. Nach
dem Abkühlen
wird das Lösungsmittel
am Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck abgezogen. Das Produkt
wird mit Aceton aufgeschlämmt,
abfiltriert und mit Diethylether gewaschen. Das Endprodukt liegt als
kristallines farbloses Pulver vor.
13C-NMR,
100 MHz, CD3OD, 20 °C: δ = 182,4 (1C, COOHMilchs.),
158,7 (1C, CGuanidiniumgr.), 69,6 (1C, COHMilchs.), 42,5 (1C, CH2),
33,0 (1C, CH2), 30,34 (1C, CH2),
30,0 (1C, CH2), 27,8 (1C, CH2),
23,7 (1C, CH2), 21,7 (1C, CH3,Milchs.),
14,5 (CH3); MALDITOF [m/z]: 172,1 (M+H+).
-
Darstellung von Hexan-1,6-diguanidiniumacetat:
-
36,27
g (0,312 mol) 1,6-Diaminohexan, 37,49 g (0,624 mol) Essigsäure und
180 ml n-Butanol werden vorgelegt und auf 90 °C erwärmt. Das Cyanamid wird in 80
ml 1-Butanol gelöst
und bei 90 °C über 3 Stunden kontinuierlich
zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe lässt man 4 Stunden bei 90 °C nachreagieren.
Am Rotationsverdampfer wird das Lösungsmittel abgezogen. Danach
kristallisiert man aus Wasser um, wäscht den Rückstand 2 mal mit je 50 ml
Aceton und trocknet das Produkt bei 60 °C im Vakuum. Das Endprodukt
wird als kristallines hellbeiges Pulver erhalten.
13C-NMR,
100 MHz, D2O, 20 °C: δ = 181,1 (2C, COOHAcOH),
156,6 (2C, CGuanidiniumgr.), 40,9 (2C, CH2), 27,6 (2C, CH2),
25,3 (2C, CH2), 23,2 (2C, CH3,AcOH);
MALDI-TOF [m/z]: 201,2 (M+H+).
-
Darstellung von N,N-Dibutylguanidiniumacetat:
-
55,86
g (0,432 mol) Dibutylamin, 25,96 g (0,432 mol) Essigsäure und
100 ml 1-Butanol werden vorgelegt und auf 90 °C erwärmt. Das Cyanamid wird in 60
ml n-Butanol gelöst
und bei 90 °C über 3 Stunden
kontinuierlich zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe lässt man
4 Stunden bei 90 °C
nachreagieren. Bei 76 °C wird
das ausgefallene Salz abfiltriert und 2 mal mit je 50 ml Aceton
gewaschen. Am Rotationsverdampfer wird das Produkt bei 60 °C im Vakuum
getrocknet, und das Endprodukt wird als farblose kristalline Substanz
erhalten.
13C-NMR, 100 MHz, Ethanol-d6, 20 °C: δ = 178,8
(1C, COOHAcOH), 155,9 (1C, CGuanidiniumgr.),
48,1 (2C, CH2), 29,0 (2C, CH2),
23,3 (1C, CH3,AcOH), 19,2 (2C, CH2), 12,9 (2C, CH2);
MALDI-TOF [m/z]: 172,2 (M+H+).
-
Anwendungsbeispiele:
-
Für die anwendungstechnische
Beurteilung werden Haartressen, die für sensorische Tests verwendet werden,
durch eine Dauerwellbehandlung und eine Bleichbehandlung standardisiert
vorgeschädigt.
Dazu werden friseurübliche
Produkte verwendet.
-
Materialien:
-
- – Dauerwell-Flüssigkeit
(z.B. "ondi", Wella)
- – Fixierung
(z.B. "neutrafix", Wella)
- – Blondierpulver
(z.B. "blondor special", Wella)
- – H2O2 (z.B. "Welloxyd 9%", Wella)
- – Shampoo
ohne Pflegeanteil (z.B. Natriumlaurylethersulfat (12 % WAS), NaCl
verdickt)
- – Bechergläser
- – Haar-Färbe-Pinsel
-
Die
Behandlung wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt.
-
1. Dauerwell-Behandlung:
-
Die
Haartressen werden mit der Dauerwellflüssigkeit angefeuchtet (Gewichtsverhältnis Haar
: Flüssigkeit
= 1 : 2). Nach einer Einwirkzeit von 15 min bei Raumtemperatur in
einem abgedeckten Becherglas wird die Dauerwellflüssigkeit
2 min sorgfältig
ausgespült.
Anschließend
werden die Haarsträhnchen
mit einem Handtuch sanft ausgedrückt.
-
Die
Fixierung (Verhältnis
Haar : Flüssigkeit
= 1 : 2) hat eine Einwirkzeit von 10 min bei Raumtemperatur. Anschließend wird
die Fixierung sorgfältig
2 min ausgespült.
-
Die
Haare werden anschließend über Nacht
bei Raumtemperatur getrocknet.
-
2. Bleich-Behandlung:
-
Das
Blondierpulver und das H2O2 werden
zu einer Paste (Gewichtsverhältnis
Pulver : H2O2 =
2 : 3) verarbeitet. Dann wird die Paste sofort auf die dauergewellten
Haare mit einem Pinsel aufgetragen. Die Einwirkzeit beträgt 30 min
bei Zimmertemperatur. Anschließend
wird die Blondierpaste unter fließendem Wasser 2 min ausgespült. Dann
wird das Haar mit einem Shampoo ohne Conditioner 1 min gewaschen
(Shampoomenge: 0,5 ml/Hairtress) und dann für 1 min ausgespült.
-
Bevor
die vorgeschädigten
Haarsträhnchen
für Sensorik-Tests
verwendet werden, werden sie über Nacht
(12 h) bei Raumtemperatur getrocknet.
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Testrezeptur:
-
Die
Testrezeptur enthält
die erfindungsgemäßen konditionierenden
Produkte bzw. die erfindungsgemäße Kombination
von Produkten in einer kosmetisch akzeptablen Form. Als Testrezepturen
können
Haarshampoos, Haarspülungen,
Haarkuren (Hair Balm), Leave-in Konditionierer und andere Formulierungen
verwendet werden. Zum Vergleich werden Vergleichsmuster des Standes
der Technik getestet. Diese Vergleichstestrezepturen enthalten Produkte
oder Kombinationen von Produkten die dem Stand der Technik entsprechen.
-
Standardisierte Behandlung
von vorgeschädigten
Haarsträhnen
mit konditionierenden Proben:
-
Die,
wie oben beschrieben, vorgeschädigten
Haarsträhnchen
werden wie folgt mit der oben beschriebenen konditionierenden Spülung behandelt:
Die Haarsträhnen
werden unter fließendem,
warmem Wasser benetzt. Das überschüssige Wasser
wird leicht von Hand ausgedrückt,
dann wird die Spülung
aufgebracht und sanft im Haar eingearbeitet (1 ml/Haarsträhne (2 g)).
Nach einer Verweilzeit von 1 min wird die Haarsträhne für 1 min
gespült.
Vor der sensorischen Beurteilung wird das Haar an der Luft bei 50
% Luftfeuchtigkeit und 25 °C
für mindestens
12 h getrocknet.
-
Beurteilungskriterien:
-
Die
sensorische Bewertung erfolgt nach Noten, die auf einer Skala von
1 bis 5 vergeben werden, wobei 1 die schlechteste und 5 die beste
Bewertung ist. Tabelle
1: Nasskämmbarkeit:
Tabelle
2: Nassgriff:
Tabelle
3: Trockenkämmbarkeit:
Tabelle
4: Trockengriff:
Tabelle
5: Trocken-Aussehen:
-
Um
das Volumen zu beurteilen, wird die Haarsträhne leicht geschüttelt, indem
sie an der Klebestelle gehalten wird. Tabelle
6: Beurteilungskriterien
des Haarvolumens:
-
Zur
Ermittlung des elektrostatischen Verhaltens der Haarsträhne wird
ein sog. "Fly-Away-Test" durchgeführt. Dabei
wird die Übertragung
von elektrostatischer Ladung auf eine Haarsträhne durch Kämmen bestimmt. Gemessen wird
die Aufspreizung der Haarsträhne
durch elektrostatische Abstoßung
der Haare untereinander. Zum Vergleich wir dieser Messwert für jedes
Konditioniermittel relativ zum Messwert der Kontrollprobe angegeben
(Reduktion der Aufspreizung gegenüber der Kontrollprobe).
-
Zur
Angabe einer Gesamtbewertung der Konditioniereigenschaften wird
aus den einzelnen Bewertungen der Entwirrbarkeit, Nasskämmbarkeit,
Nassgriff, Trockenkämmbarkeit,
Trockengriff, Aussehen und Volumen ein Mittelwert gebildet.
-
Testergebnisse:
-
Tabelle
7: Verwendete
Formulierungen einfacher Haarspülungen
mit und ohne erfindungsgemäßer Alkylguanidinium-Verbindungen:
-
In
der folgenden Tabelle (Tab. 8) sind die Ergebnisse der sensorischen
Beurteilung der wie oben beschrieben durchgeführten Behandlung der Haarstränchen mit
erfindungsgemäßen Verbindungen
bzw. Vergleichsbeispielen (Formulierungen nach Tab. 7) zusammengefasst.
-
-
Es
zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen gute konditionierende
Eigenschaften ergeben, die zum Teil deutlich besser sind als die
des Industriestandards Cetrimonium Chlorid.
-
Kombinationen
von verschiedenen Konditioniermitteln mit Alkylgunidinium-Verbindungen
wurden in einfachen Haarspülungen
getestet. Die Formulierungen sind der folgenden Tabelle zu entnehmen. Tabelle
9: Testformulierung
einer einfachen Haarspülung
zur Kombination verschiedener Konditioniermittel mit den erfindungsgemäßen Alkylguanidinium-Verbindungen:
-
In
der folgenden Tabelle (Tab. 10) sind die Ergebnisse der sensorischen
Beurteilung der wie oben beschrieben durchgeführten Behandlung der Haarstränchen mit
erfindungsgemäßen Verbindungen
in Kombination mit herkömmlichen
Konditioniermitteln bzw. Vergleichsbeispielen (Formulierungen nach
Tab. 7 und 9) zusammengefasst. Tabelle
10: Ergebnisse
der sensorischen Beurteilung nach Behandlung von Haarsträhnchen mit
Formulierungen nach Tab. 7 und 9 zum Vergleich der Wirkung bei Kombination
der erfindungsgemäßen Verbindungen
mit Konditioniermitteln des Standes der Technik:
-
Die
Beispiele zeigen, dass bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Alkylguanidiniumderivates
in Haarspülungen
eine weitere Verbesserung erreicht werden kann, wenn zusätzlich zu
der Alkylguanidiniumverbindung noch weitere Konditioniermittel des
Standes der Technik verwendet werden. Solche Haarspülungen mit
Kombinationen aus Konditioniermitteln des Standes der Technik und
Alkylguanidiniumderivaten werden in der Konditionierwirkung besser
bewertet als die Haarspülungen,
die die jeweiligen einzelnen Inhaltsstoffe enthalten.