DE19709334C1 - Kosmetisches Mittel und Verfahren zur Erzeugung von Glanz und Farbtiefe auf Haaren - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein kosmetisches Mittel zur Erzeugung von Glanz und Farbtiefe auf menschlichen oder tierischen Haaren, das ein proteolytisch aktives Enzym und ein Disulfidbrücken spaltendes Reduktionsmittel enthält sowie ein Verfahren zur Anwendung dieses kosmetischen Mittels.

Es gehört seit langem zu den Zielen der Haarkosmetik, den Glanz und die Farbtiefe von Haaren zu erhöhen, weil dadurch die Schönheit der Frisur und das Erscheinungsbild der ganzen Person vorteilhaft beeinflußt werden.

Der Glanz wird physikalisch definiert als der Quotient aus dem gerichtet und dem diffus reflektierten Anteil des auf eine Fläche auffallenden Lichtes. Somit ist der Glanz eines Gegenstandes abhängig von seiner Oberflächenbeschaffenheit. Je rauer dessen Oberfläche ist, desto größer ist der Anteil an diffus reflektiertem Licht und desto geringer sein Glanz.

Als "Farbtiefe" oder "Farbsättigung" wird das Verhältnis der reinen Farbe zum Weißanteil definiert. Der Weißanteil setzt sich bei additiver Farbenmischung zusammen aus den drei Grundfarben rot, blau und grün. Bei jedem Farbton einer Oberfläche entscheidet zusätzlich deren Rauigkeit über die Farbtiefe; je glatter eine Oberfläche ist, umso geringer ist der unspezifisch zurückgestreute Weißanteil des eingestrahlten Lichtes und umso satter erscheint die Farbe. Daher wirken nasse oder polierte Gegenstände im allgemeinen farbintensiver als trockene.

Zur Erzielung von Glanz und Farbtiefe ist es also erforderlich, die betreffende Oberfläche zu glätten. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, daß auf der rauhen Fläche ein dünner, durchsichtiger Belag mit einem möglichst hohen Brechungsindex aufgebracht wird, der feine Unebenheiten der Oberfläche ausgleicht.

Auch bei Haaren hängt der Glanz von ihrer Oberflächenbeschaffenheit ab. Schädigungen des Haares führen zu Veränderungen der äußersten Schicht des Haares, der aus dachziegelartig angeordneten Zellen gebildeten Kutikula. Die Kutikulaschuppen stehen dann vom Haar unregelmäßig ab und erzeugen dadurch Rauigkeiten auf der Haaroberfläche, durch die das einfallende Licht diffus reflektiert wird. Zum Glätten der rauen Haaroberfläche werden bisher kosmetische Zubereitungen eingesetzt, in denen auch Mineralöle aus verschiedenen Fraktionen, Vaseline, Naturlipide wie Öle, Wachse oder Harze und in neuerer Zeit vor allem Silikonöle enthalten sind. Der Nachteil dieser Stoffe liegt in einer zum Teil schlechten biologischen Abbaubarkeit, dem dadurch entstehenden fettigen Aussehen der Haare sowie in gelegentlichen Verträglichkeitsproblemen. Außerdem hält diese Art der Glanzgebung nur bis zur nächsten Haarwäsche, bei der der glänzende Überzug wieder entfernt wird.

Es stellte sich deshalb die Aufgabe, eine Glättung der Oberfläche von Haaren ohne den Zusatz von fettigen oder öligen Bestandteilen zu Haarkosmetika zu erreichen. Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße kosmetische Mittel, das in der Lage ist, die die Rauigkeit der Haaroberfläche verursachenden abgespreizten Kutikularänder enzymatisch aufzulösen oder abzulösen.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein kosmetisches Mittel zur Erzeugung von Glanz und Farbtiefe auf menschlichen oder tierischen Haaren, das ein Disulfidbrücken spaltendes Reduktionsmittel und ein proteolytisch aktives Enzym in einer Verpackungseinheit getrennt voneinander zur zeitlich abgestuften Anwendung oder in Mischung enthält.

Als proteolytisch aktive Enzyme können erfindungsgemäß Proteasen wie Pronase E, Alcalase, Proteinase K, Proteinase N, Bromelain, Ficin, Carboxypeptidase Y, Collagenase, Elastase, Repsin oder Thermolysin verwendet werden. Bevorzugt sind proteolytische Enzyme, die unter neutralen oder alkalischen Bedingungen aktiv sind. Sie werden in einer wäßrigen Lösung oder Suspension eingesetzt, die durch Zugabe eines geeigneten Puffers auf den pH-Wert eingestellt sind, bei denen das jeweilige Enzym seine höchste proteolytische Aktivität entfaltet. Die enzymatische Aktivität der eingesetzten Protease soll zwischen 10 und 10 Mio. Einheiten liegen. Im allgemeinen werden erfindungsgemäß Zubereitungen eingesetzt, bei denen die proteolytische Aktivität in 100 ml der verwendeten wäßrigen Lösung oder Suspension zwischen 20 000 und 1 Mio. Einheiten liegt.

Eine derartige, eine Protease enthaltende gepufferte Lösung oder Dispersion hat sich nun als noch nicht hinreichend geeignet erwiesen, um damit eine Glättung der Haaroberfläche durch Ablösen oder Auflösen von Kutikulaschuppen zu erreichen. Auch bei Anwendung langer Reaktionszeiten konnten auf diesem Wege nur unbefriedigende Resultate erzielt werden.

Überraschenderweise wurden nun jedoch gefunden, daß die Haaroberfläche dem enzymatischen Angriff in der gewünschten Weise zugänglich gemacht werden kann, wenn die Haare zunächst einer milden reduktiven Vorbehandlung mit einem Disulfidbrücken spaltenden Mittel unterworfen werden. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, daß die Wirkung dieses Mittels im wesentlichen auf die Kutikula des Haares beschränkt sein soll, also keine intensive Durchreduktion des Haares bewirken soll, wie sie bei einer Dauerwelle angestrebt wird. Die milde reduktive Vorbehandlung des Haares wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man ein übliches Dauerverformungsmittel wie Thioglykolsäure nur in geringen Konzentrationen oder für eine kurze Behandlungsdauer einsetzt und deren Wirkung zusätzlich durch die Einstellung eines nur schwach alkalischen und nahe am Neutralpunkt liegenden pH-Wertes sowie durch die Anwendung milder Temperaturen z. B. zwischen 20 und 30°C abschwächt. Eine Einstellung von milden, reduzierenden Bedingungen kann jedoch auch durch die Auswahl einer speziellen Thioverbindung erfolgen, die aufgrund ihrer Molekülgröße oder anderer struktureller Merkmale wie Ladung oder Polarität nicht oder nicht wesentlich ins Haar eindringen kann und somit hauptsächlich auf die Kutikula einwirkt. Beispiele hierfür sind Cystein, Glutathion und andere Cysteinpeptide, Mercaptobernsteinsäure, 2,3-Dimercaptobernsteinsäure, längerkettige alkylsubstituierte Thiole wie 2-Ethylhexylthioglykolat oder zyklische oder heterozyklische Thiole wie 1H-1,2,4-triazol-3-thiol, 3-Mercapto-2-ethylfuran, 2-Pyridyl-mercaptan und 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazol oder 2-Thioxo-1,2- dihydro-pyridin-3-carbonsäure.

Entweder durch die Auswahl eines von Haus aus nur schwach haarverformend wirksamen Reduktionsmittels oder durch eine Verringerung der Einsatzkonzentration, Applikationsdauer und/oder Anwendungstemperatur bei Verwendung eines hoch aktiven Haarverformungsmittels kann erreicht werden, daß sich seine Wirkung auf die Kutikula des Haares beschränkt. Geeignet ist ein Disulfidbrücken spaltendes Reduktionsmittel für den erfindungsgemäßen Einsatzzweck dann, wenn es eine als Wellstabilität gemessene Wellwirksamkeit besitzt, die unter Standardbedingungen weniger als 30% der Wellstabilität von Glycerinmonothioglykolat beträgt. Die Bestimmung der Wellstabilität erfolgt dabei in folgender Weise:

16,5 cm lange, vorgebleichte und damit geschädigte Haarsträhnen (bestehend aus ca. 100 Haaren) aus mitteleuropäischem Haar werden naß auf genormte Spiralwickler (Innendurchmesser: 3 mm) aufgewickelt und nach dem Konditionieren im Klimaraum (Temperatur: 20°C; Luftfeuchtigkeit: 65%) mit einer 87 mmol/100 g enthaltenden auf pH 9 eingestellten Lösung des Reduktionsmittels behandelt. Die Auftragsmenge an Wellflüssigkeit wird über das Verhältnis 1 : 1,2 errechnet (1 g Haar - 1,2 ml Wellflüssigkeit). Als Einwirkzeit werden 20 Minuten festgesetzt; die Einwirktemperatur beträgt 50°C. Anschließend werden die Haare mit einer peroxydhaltigen Fixierung fixiert, getrocknet und nach dem Abwickeln vier Stunden in Wasser (Wasserbadtemperatur: 40°C) ausgehängt.

Die Wellstabilität errechnet sich gemäß folgender Formel:

l_o = Gesamtlänge der nicht umgeformten, gestreckten Strähne (16,5 cm)
l_t = Länge der abgewickelten, ausgehängten Strähne nach 240 Minuten
l₁ = Länge der umgeformten, aufgewickelten Strähne; bei einem Wickelinnendurchmesser von 3 mm beträgt diese:
l₁ = 35 mm
Als Standard werden Strähnchen mit einer entsprechend auf pH 9 eingestellten Glycerinmonothioglykolat-Lösung behandelt, deren Wellstabilität auf 100% gesetzt wird.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen kosmetischen Mittels erfolgt zweistufig. Zunächst wird mit dem Disulfidbrücken spaltenden Mittel eine reduktive Vorbehandlung des Haares vorgenommen. Dieses Mittel läßt man je nach seiner Wellwirksamkeit 5 bis 10 Minuten auf das zuvor gewaschene, gespülte, handtuch-trockene Haar einwirken. Danach wird das Reduktionsmittel ausgespült und die das proteolytisch aktive Enzym enthaltende Lösung oder Suspension, die auf den für die Enzymaktivität geeigneten pH-Wert gepuffert ist, auf das Haar aufgetragen und bei 35 bis 40°C 20 bis 60 Minuten, vorzugsweise etwa 30 Minuten lang auf dem Haar belassen. Danach wird mit warmem Leitungswasser gespült und mit einem Shampoo gründlich gewaschen. Sodann läßt sich feststellen, daß die ursprünglich raue Kutikulaschuppenschicht deutlich geglättet ist und auch bis zum Herauswachsen des behandelten Haarabschnittes glatt bleibt, da das Haar im Gegensatz zur Haut keinerlei Regenerationsfähigkeit besitzt.

Während bei einer Einzelanwendung von Disulfidbrücken spaltendem Reduktionsmittel und proteolytisch aktivem Enzym auch Proteasen angewendet werden können, die ihr Aktivitätsoptimum im sauren pH-Bereich haben, ist die Anzahl der erfindungsgemäß einsetzbaren Enzyme begrenzt, wenn in dem kosmetischen Mittel das proteolytisch aktive Enzym und das Disulfidbrücken spaltende Reduktionsmittel miteinander vermischt sind und somit gleichzeitig zur Anwendung kommen.

Das erfindungsgemäße kosmetische Mittel wird daher als zweikomponentig verpackt angeboten, wobei das Mittel in Form einer wäßrigen Lösung oder einer Emulsion, aber auch in anderen Zubereitungen auf wäßriger Basis, insbesondere als Creme, Gel, Schaum oder Paste vorliegen kann.

Selbstverständlich kann das Mittel alle für Haarkosmetika üblichen und bekannten Zusatzstoffe, z. B. Verdickungsmittel wie Bentonit, Fettsäuren, Stärke, Polyacrylsäure und deren Derivate, Zellulosederivate und Alginate; Netzmittel oder Emulgatoren aus den Klassen der anionischen, kationischen, amphoteren oder nichtionogenen oberflächenaktiven Substanzen, bspw. Fettalkoholsulfate, Fettalkoholethersulfate, Alkylsulfonate, Alkylbenzolsulfate, quaternäre Ammoniumsalze, Alkylbetaine, oxethylierte Alkylphenole, Fettsäurealkanolamide oder ethoxylierte Fettsäureester; Alkohole wie Äthanol, Propanol, Isopropanol und Glycerin; Lösungsvermittler, Stabilisatoren, Puffersubstanzen, Parfümöle, Farbstoffe sowie haarkonditionierende und haarpflegende Bestandteile wie kationische Polymere, Lanolinderivate, Cholesterin, Pantothensäure und Betain enthalten.

Die vorstehend genannten Bestandteile werden in den für solche Zwecke üblichen Mengen verwendet, z. B. die Emulgatoren in Konzentrationen von etwa 0,2 bis 30 Gewichtsprozent, die Alkohole in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent, Parfümöle und Farbstoffe in einer Menge von jeweils 0,01 bis 1 Gewichtsprozent, die Puffersubstanzen in einer Menge von etwa 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, Stabilisatoren und haarkonditionierende und haarpflegende Bestandteile in einer Menge von etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, während die Verdickungsmittel in einer Menge von etwa 0,5 bis 20 Gewichtsprozent in dem erfindungsgemäßen kosmetischen Mittel enthalten sein können.

Der Erfolg der erfindungsgemäßen Haarbehandlung läßt sich sowohl rasterelektronenmikroskopisch durch eine deutlich sichtbare Glättung der Haare als auch durch eine physikalisch durchführbare Glanzmessung nachweisen. Bei dieser Glanzmessung wird eine nach vorn offene Holzkiste (Shinebox), die innen mit schwarzem Lack gestrichen oder mit schwarzem Samt ausgekleidet ist, verwendet. In der Mitte der Shinebox werden die Haarproben auf einer Stange aufgehängt. Die Haarproben sind Haarsträhnen (25 mm × 150 mm), die über eine mit Samt bezogene Rolle (Breite 50 mm, Durchmesser: 75 mm) gespannt sind. Die Haarsträhnen werden mit einer stabförmigen Lampe (Länge etwa 50 cm) beleuchtet. Von jeder Strähne wird mit Hilfe einer CCD-Kamera aus unterschiedlichen Winkeln der Glanz gemessen und mit einem angeschlossenem Bildanalysesystem die Glanzkurve bestimmt.

Die Glanzkurve beschreibt die Änderung der Helligkeitswerte, die sich bei Betrachtung einer auf einer Rolle aufgespannte Haarsträhne aus unterschiedlichen Blickwinkeln ergibt. Dabei werden die Helligkeitswerte (y-Achse) gegen den Blickwinkel (x-Achse) aufgetragen (Fig. 1). Ein scharfer Peak zeigt viel Glanz an, ein flacher Peak weist auf weniger Glanz hin.

Die Ermittlung der Diffus-Zahl erfolgt durch eine Auswertung der Meßergebnisse der Glanzkurve. Dabei wird der Quotient aus der Fläche unterhalb der Glanzkurve und der rechteckigen Fläche, die von Maximalwert, Minimalwert und der x-Achse gebildet. In der Praxis liegen die Werte der Diffuszahl zwischen 30% (hoher Glanz) und 50% (geringer Glanz).

Beispiel 1 Haarglättung durch Einzelanwendung von Reduktionsmittel und Proteasen A) Vorbehandlungen a) Reduktive Vorbehandlung mit Ammoniumthioglykolat

80 ml einer dreiprozentigen Ammoniumthioglykolatlösung (pH 8,5) werden auf das gewaschene Haar aufgetragen und 5 Minuten bei Raumtemperatur einwirken gelassen. Anschließend wird mit warmem Leitungswasser ausgespült.

b) Reduktive Vorbehandlung mit Dithioerythrit

80 ml einer zweiprozentigen Dithioerythritlösung werden mittels Ammoniaklösung auf pH 8,0 eingestellt, auf das gewaschene Haar aufgetragen und 10 Minuten bei Raumtemperatur einwirken gelassen. Anschließend wird mit warmem Leitungswasser ausgespült.

B) Enzymatische Glättungsreaktionen a) Enzymatische Glättung mittels Pronase E (aus streptomyces griseus, EC 3.4.24.4)

200 000 U (ca. 50 mg) Pronase E werden in 100 ml Kaliumphosphatpuffer (0,1 M, pH 7,5) gelöst bzw. suspendiert und gleichmäßig auf das reduktiv vorbehandelte Haar aufgetragen. Es wird von außen auf 35-40°C erwärmt. Nach 30 Minuten wird die Enzymlösung mittels warmem Leitungswasser und Shampoo gründlich ausgewaschen. Die ursprünglich raue Kutikulaschuppenschicht erscheint deutlich geglättet.

b) Enzymatische Glättung mittels Alcalase (aus Bacillus licheniformis, EC 3.4.21.14)

100 000 Einheiten (ca. 1 g) Alcalase werden in 100 ml Kaliumphosphatpuffer (0,1 M, pH 7,9) gelöst bzw. suspendiert und gleichmäßig auf das reduktiv vorbehandelte Haar aufgetragen. Es wird von außen auf 35-40°C erwärmt. Nach 30 Minuten wird die Enzymlösung mittels warmem Leitungswasser und Shampoo gründlich ausgewaschen. Die ursprünglich raue Kutikulaschuppenschicht erscheint deutlich geglättet.

Beispiel 2 Diffus-Zahlen (in %) unterschiedlicher, geschädigter, reduzierter Haare nach verschieden langen Einwirkungszeiten des Reduktionsmittels ohne Pronase E und mit Pronase E

Sechs verschiedene Haarbüschel unterschiedlicher Schädigung wurden zunächst einer reduktiven Vorbehandlung mit 80 ml einer 3%igen Ammoniumthioglykolatlösung bei einem pH-Wert von 8,5 unterworfen, wie in Beispiel 1(A) (a) beschrieben, und dann deren Diffuszahlen bestimmt. Danach wurde jedes Haarbüschel in 100 ml einer Suspension von 200 000 Einheiten (ca. 50 mg) Pronase E eingelegt, nach Einwirkungszeiten von 5, 30, 60, 120 und 240 Minuten bei 35-40°C wieder herausgenommen, gespült und die Diffuszahl erneut gemessen.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Anhand der Differenzwerte der Diffuszahlen gegenüber dem Ausgangswert zeigt sich eine Abnahme der Streuung, was gleichbedeutend mit einer Zunahme des Glanzes ist. Damit wird deutlich, daß durch die Enzymeinwirkung bei Behandlungszeiten zwischen 5 und 240 Minuten der Glanz der Haares erheblich zunimmt.

Claims (6)

1. Kosmetisches Mittel zur Erzeugung von Glanz und Farbtiefe auf menschlichen oder tierischen Haaren, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel

• a) ein Disulfidbrücken spaltendes Reduktionsmittel und
• b) ein proteolytisch aktives Enzym
  in einer Verpackungseinheit getrennt voneinander zur zeitlich abgestuften Anwendung enthält.

2. Kosmetisches Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als proteolytisch aktives Enzym Pronase E, Alcalase, Proteinase K, Proteinase N, Bromelain, Ficin, Carboxypeptidase Y, Collagenase, Elastase, Pepsin oder Thermolysin enthält.

3. Kosmetisches Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Disulfidbrücken spaltende Reduktionsmittel eine als Wellstabilität gemessene Wellwirksamkeit besitzt, die unter Standardbedingungen weniger als 30% der Wellstabilität von Glycerinmonothioglykolat beträgt.

4. Kosmetisches Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Zugabe geeigneter Puffersubstanzen auf einen pH-Wert eingestellt ist, bei dem das proteolytische Enzym seine höchste Aktivität aufweist.

5. Kosmetisches Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich andere übliche Bestandteile von Kosmetika wie Tenside, Verdickungsmittel, Parfümöle, Antioxidantien, Stabilisatoren, Pflegestoffe und/oder Puffersubstanzen enthält.

6. Verfahren zur Erzeugung von Glanz und Farbtiefe auf menschlichen oder tierischen Haaren, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar zunächst 5 bis 10 Minuten mit dem Disulfidbrücken spaltenden Reduktionsmittel vorbehandelt, das Reduktionsmittel ausspült, dann eine Lösung oder Suspension des proteolytisch aktiven Enzyms auf das Haar einwirken läßt und dieses dann nach einer Einwirkzeit von 20 bis 60 Minuten ausspült.