DE2805127C2 - Verfahren zum Gleitfähigmachen von Keratinsubstraten - Google Patents
Verfahren zum Gleitfähigmachen von KeratinsubstratenInfo
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Description
- Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gleitfähigmachen eines Keratinsubstrats, wie z. B. von Haut und Haaren.
- Es befinden sich zahlreiche Körperpflegemittel (personal pare products) auf dem Markt, welche gewöhnlich unter anderem das Weichmachen oder Gleitfähigmachen von Haut und Haaren bewirken sollen. Neben einem allgemeinen "guten" Anfühlen verleihen derartige Mittel dem Haar auch Glanz und eine bessere Kämmbarkeit und Geschmeidigkeit.
- Es erwies sich nun als zweckmäßig, in Körperpflegemittel polymere Salze der 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure hohen Molekulargewichtes einzuverleiben, so daß Keratinsubstrate, wie z. B. Haut und Haar, welche mit diesen in Berührung kommen, sich gleitfähig und schlüpfrig anfühlen.
- Die bisherigen Anwendungen von Polymeren der 2-Acrylamido- 2-methylpropansulfonsäure betrafen nicht die Verwendung für Körperpflegemittel. Beispielsweise wird in der DE-OS 21 53 292 die Verwendung von ähnlichen Polymeren zur Verdickung von hydraulischen Flüssigkeiten auf Wasserbasis, welche Glycole oder Etherderivate enthalten, vorgeschlagen. Gemäß der US-PS 39 31 089 wurden derartige Polymere auch als Verdickungsmittel für saure Lösungen mit einem pH-Wert von etwa 2 oder weniger verwendet.
- Verwandte, jedoch strukturell unterschiedliche Polymere wurden gemäß der IT-PS 4 04 109 als Emulgatoren, Verdickungsmittel, Klebemittel, Farbstoffausgleichsmittel sowie Farbdruckmittel verwendet.
- Interpolymere von Acrylamido-alkylsulfonaten wurden gemäß der US-PS 33 32 904 als Detergentien und flexible Filme verwendet. In der US-PS 32 75 561 sind Zusammensetzungen mit einem Gehalt an Acrylamiden zur Verbesserung der Gleitfähigkeit von Rasierseifen beschrieben, während in der US-PS 32 38 141 verdickte Salzlösungen mit einem Gehalt an Alkoholen und vinylaromatischen Sulfonatpolymeren beschrieben sind.
- Zwar sind bestimmte Homopolymere und Copolymere der 2-Acrylamido- 2-methylpropansulfonsäure bekannt; es wurde jedoch nicht nahegelegt, derartige Materialien in Körperpflegemittel einzuverleiben, um einen hohen Grad an Gleitfähigkeit zu erreichen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß man das Substrat, wie z. B. Haut oder Haare, mit einer Menge an einem Salz eines Polymeren der Formel °=c:110&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz10&udf54; &udf53;vu10&udf54;in Berührung bringt, worin x einen solchen Zahlenwert bedeutet, daß das Molekulargewicht des anionischen Teils des Polymeren etwa 1 000 000 bis etwa 5 000 000 beträgt, die ausreicht, daß sich das hiermit in Berührung gebrachte Substrat schlüpfrig und gleitfähig anfühlt.
- Im vorliegenden beziehen sich, falls nicht anders angegeben, alle Prozentsätze und Verhältnisse auf das Gewicht, während die Temperaturen in °C angegeben sind.
- Die zuvor definierten Polymeren sind solche von 2-Acrylamido- 2-methylpropansulfonat. Die Herstellung derartiger Polymerer ist in der CA-PS 8 64 433 und der DE-OS 21 53 292, auf welche Bezug genommen wird, beschrieben.
- Das gleitfähigmachende Polymere, welches erfindungsgemäß verwendet wird, weist die weiter oben angegebene sich wiederholende Einheit auf; es wird hergestellt aus der Verbindung °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;oder einem Salz derselben. Die Polymerisation kann durch Lösungs-, Emulsions- oder Suspensionspolymerisationsverfahren erreicht werden. Das Medium für die Polymerisation ist zweckmäßigerweise Wasser, ein Alkohol oder ein Gemisch derselben. Die Auswahl des Mediums ist am besten durch die Erfordernisse für das Endkörperpflegemittel, welches zu formulieren ist, bestimmt.
- Es wird beschrieben, daß die Polymerisation gegenüber der Temperatur, dem pH-Wert und dem Katalysator empfindlich ist. Ferner ist es erwünscht, aus dem zur Bildung des Polymeren verwendeten Reaktionsgefäß Sauerstoff auszuschließen, da dieses Material die Polymerisation hemmt. Die zur Erhöhung der Polymerisationsgeschwindigkeit verwendeten Katalysatoren sind Stoffe, wie z. B. Ammoniumbisulfit, Eisen-(II-)sulfat, Wasserstoffperoxid, Natriummetabisulfit oder andere Redoxkatalysatoren.
- Das Polymere kann hinsichtlich seines Molekulargewichtes verändert werden, indem man die Katalysatormenge, den pH-Wert oder die Zugabegeschwindigkeit des Monomeren zum Reaktionsgefäß reguliert. Die Polymerisation kann dadurch erleichtert werden, indem man das Monomere von seiner Säureform in eine wasserlösliche Salzform überführt. Diese Stufe ist in jedem Fall erwünscht, da die Anwendung des Körperpflegemittels auf die Haut erfordert, daß der pH-Wert des Mittels keine Reizwirkung ausübt. Das heißt, der pH-Wert des Körperpflegemittels bei Anwendung sollte etwa 3 bis etwa 10, vorzugsweise etwa 4,5 bis etwa 9,0, insbesondere etwa 5 bis etwa 8 betragen. Infolgedessen kann etwas vom Polymeren innerhalb der zuvor genannten Bereiche in der Säureform vorliegen.
- Die Salze des Polymeren enthalten vorzugsweise als Kationen Natrium, Kalium, Ammonium, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 2-Amino-2-methyl-1-propanol oder ein Gemisch derselben. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft für wasserlösliche Salze, welche verwendet werden können. Wenn das Körperpflegemittel nicht nachteilig durch eine Ausfällung des Polymeren beeinflußt wird, können auch wasserunlösliche Salze verwendet werden. Derartige Produkte, bei denen wasserunlösliche Salze des Polymeren verwendet werden können, sind Seifenriegel, oder im wesentlichen nichtwäßrige Produkte, wie z. B. Körperlotionen. Beispiele für geeignete wasserunlösliche Salze sind die Calcium- und Magnesiumsalze.
- Wie zuvor erwähnt, kann das Molekulargewicht des Polymeren durch den pH-Wert, die Zugabegeschwindigkeit des Monomeren oder durch eine vernünftige Anwendung des Katalysators gesteuert werden. Es erwies sich als wünschenswert, vorgenannte Polymere mit einem Molekulargewicht von etwa 1 000 000 bis etwa 5 000 000, insbesondere etwa 2 500 000 bis etwa 4 500 000 zu verwenden, um die ästhetische Wirkung des Körperpflegemittels zu erhöhen. Das heißt, es wurde gefunden, daß Polymere der zuvor beschriebenen Art mit außerordentlich hohem Molekulargewicht zu einer schleimigen oder fädenziehenden Konsistenz des Endproduktes führen können. Infolgedessen erwies es sich als erwünscht, die schleimige Konsistenz zu begrenzen, was durch Auswahl von Polymeren im bevorzugten Molekulargewichtsbereich möglich ist. Zur Begrenzung des Molekulargewichtes des Polymeren kann jedes übliche Kettenübertragungsmittel, wie z. B. Mercaptobernsteinsäure, verwendet werden.
- Es wird darauf hingewiesen, daß die Endgruppen am Polymeren nur eine geringe Auswirkung auf die erwünschten Eigenschaften der Körperpflegemittel haben, weswegen sie nicht näher angegeben sind. Im Interesse einer vollständigen Offenbarung wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Endgruppen meistens Wasserstoff sind; sie können aber auch Hydroxyl-, Sulfat- und Sulfonatgruppen oder die Gruppe °=c:40&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;sein.
- Zusammen mit dem Polymeren als Gleitmittel können alle Alkohole, insbesondere die einwertigen Alkohole, als Komponenten verwendet werden. Alkohole mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, welche die Haut nicht reizen und keine nachteiligen Auswirkungen auf das Haar zeigen, sind z. B. Methanol, Ethanol, Isopropanol, Propyl-, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- sowie Stearylalkohol und deren Gemische. Mit dem Polymeren können auch Polyole, wie z. B. Glycerin, Ethylenglycol oder Propylenglycol, vorteilhafterweise verwendet werden. Die Auswahl des mit dem speziellen Polymeren zu verwendenden Alkohols ist gewöhnlich von den ästhetischen Eigenschaften des Produktes und dessen physikalischer Form bestimmt. Beispielsweise werden, wenn flüssige Produkte erwünscht sind, die niederen Alkohole vorzugsweise verwendet, während bei festen oder cremeartigen Mitteln normalerweise die höheren Alkohole erforderlich sind. Wenn das Körperpflegemittel Bestandteile in größeren Mengen enthält, welche nicht mit dem Polymeren oder dem Alkohol identisch sind, wird die Auswahl des speziellen Alkohols weniger wichtig. Beispielsweise wird, wenn das Körperpflegemittel ein scheuerndes Handreinigungsprodukt sein soll, ein großer Anteil desselben aus einem oberflächenaktiven Mittel und einem Scheuermittel, wie z. B. Bimsstein oder Sand, sein, wodurch ein großer Spielraum für die Auswahl des speziellen Alkohols bleibt.
- Eine erwünschte Variante ist das Einverleiben von Wasser zusammen mit dem Polymeren in das Körperpflegemittel. Hierbei ist ein Ansteigen der Viskosität des Wassers festzustellen, wobei jedoch keine nachteiligen Auswirkungen auf die Stabilität des Produktes auftreten. Das heißt, Wasser ist ein hoch geeigneter Träger, welcher als Vehikel zum In-Berührung-Bringen des Polymeren mit dem Substrat dienen kann. Die speziellen Gewichtsverhältnisse, bei denen im Falle von Gemischen des Polymeren mit Wasser die gewünschte Viskositätserhöhung auftritt, sind etwa 1 : 10 000 bis etwa 1 : 100. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von etwa 1 : 1000 bis etwa 1 : 500. Innerhalb des zuvor genannten Bereiches werden hochviskose Mittel mit geringem Feststoffgehalt erhalten. Derartige Zusammensetzungen sind erwünscht, indem sie die Formulierung von Bräunungs- oder Körperlotionen in verdicktem Zustand ermöglichen, was zu einer leichteren Handhabung bei der Anwendung führt.
- Das Polymere wird gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,001 g/cm² bis etwa 0,1 g/cm² des Substrats, auf das es aufgetragen wird, verwendet.
- Die Wirkung des Polymeren, gleitfähig zu machen, wird erhalten, wenn man solch verschiedene Produkte, wie u. a. Seifenriegel, Geschirrspülmittel, Duschmittel, Hand- und Körperlotionen, Bräunungslotionen, Kaltcremes, Preshave- und Aftershave-Produkte sowie Reinigungs- oder Lotionstampons und Wundverbände anwendet. Nachfolgend sind Materialien angeführt, welche in derartige Körperpflegemittel einverleibt werden können.
- Hand- und Körperlotionen enthalten häufig Emollentien, wie z. B. Stearinsäure, Glycerinmonostearat, Mineralöl, Glycerin, Sesamöl, Bienenwachs, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol, Lanolin, Lecithin, Stearine, Isopropylmyristat sowie viele andere bekannte Emollentien. Emollentien werden typischerweise in einer Menge von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-% verwendet.
- In die Mittel können Adstringentien und Antiseptika einverleibt werden. Ein bevorzugtes Adstringens ist Zinkphenolsulfonat. Dieses zeigt nicht nur adstringierende, sondern auch antiseptische Eigenschaften und wird besonders bei Preshave-Formulierungen verwendet, um die Barthaare "aufzurichten". Für Körperpflegemittel zum Schutz des Austrocknens der Haut sind auch Feuchthaltemittel, wie z. B. Propylenglycol, wünschenswerte Bestandteile. Aufgrund seines Proliferations- und Heilungseinflusses auf verletzte Haut wird oft auch Allantoin in derartige Mittel einverleibt.
- Seifenriegel, Geschirrspülmittel und Shampoos können beliebige anionische, nichtionische, zwitterionische, ampholytische oder kationische oberflächenaktive Mittel enthalten. Typischerweise liegt das oberflächenaktive Mittel in einer Menge von etwa 1 bis etwa 70, vorzugsweise etwa 3 bis etwa 35 Gew.-% vor.
- Insbesondere enthalten die Geschirrspülmittel anionische oberflächenaktive Mittel, wie z. B. Alkylethersulfate, Olefinsulfonate, Alkyl- und Alkenylsulfate, Alkylsulfonate sowie Alkylbenzolsulfonate. Besonders wertvoll ist die Entdeckung, daß das Polymer bei seiner Benutzung mit einem oberflächenaktiven Mittel die Lebenszeit von Schäumen erhöht und verlängert. Die Geschirrspülmittel verwendenden Verbraucher neigen oftmals dazu, das Mittel übermäßig anzuwenden, wenn der Schaum von der Oberfläche des Spülwassers verschwindet. Die das Polymere und die oberflächenaktiven Mittel enthaltenden Formulierungen vermeiden eine übermäßige Benutzung des Produktes durch den Verbraucher, weil die Anwesenheit des Polymeren den Schäumungsgrad aufrechterhält.
- Die Seifenriegel können entweder echte Seife, Kombinationen von Seife und synthetischen oberflächenaktiven Mitteln enthalten, oder sie können allein mit synthetischen oberflächenaktiven Mitteln, wie z. B. Alkylbenzolsulfonaten, formuliert werden. Kompomenten, welche gewöhnlich entweder als oberflächenaktive Mittel oder Additive in Geschirrspülmitteln zu finden sind, sind in der US-PS 39 63 649, auf welche verwiesen wird, im einzelnen beschrieben. Ein allgemeines Verfahren zur Herstellung von Seifen- oder Detergensriegeln, in welche das Polymere einverleibt werden kann, ist in der US-PS 38 99 566 beschrieben. Shampooformulierungen, in welche das Polymere einverleibt werden kann, sind in der US-PS 38 97 348 beschrieben.
- Nachfolgende Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.
- Ein Polymeres mit den monomeren Grundeinheiten °=c:150&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz14&udf54; &udf53;vu10&udf54;und einem Molekulargewicht von etwa 4 500 00 wurde wie folgt hergestellt:
- Eine Lösung von 90,1 Teilen (0,437 Mol) 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure in 100 Teilen Wasser wurde unter einer Stickstoffatmosphäre gehalten. Unter Rühren wurden 231 Teile (0,437 Mol) Na&sub2;CO&sub3; zugegeben. Nach etwa 5minütigem Rühren bei Raumtemperatur wird die Lösung sehr viskos, wobei eine exotherme Reaktion beobachtet wurde. Nach 10 Minuten ist die Umsetzung vollständig; das Produkt ist ein klares Gel.
- Ein Polymeres mit der in Beispiel 1 beschriebenen Formel wurde auf folgende Weise hergestellt:
- 45,2 g des Monomeren wurden mit NaOH in 50 ml H&sub2;O neutralisiert. Das erhaltene Salz wurde in einen Kunststoffkolben gebracht, und 0,5 g Natriumlaurylsulfat wurden zugegeben.
- Das Gemisch wurde gerührt, wobei Stickstoff durchgeblasen wurde. Jeweils 0,001 g Ammoniumpersulfat und Natriummetabisulfit wurden unter Rühren zugegeben. Es wurden 500 g Benzo zugegeben, und der Kolben wurde auf 50°C erwärmt. Nach Polymerisation wurde das erhaltene Polymere mit Dimethylketon gewaschen und bei 65°C getrocknet.
- Das Molekulargewicht des Polymeren betrug aufgrund seiner inneren Viskosität 3 100 000. Auf ähnliche Weise wurden Polymere hergestellt, welche Molekulargewichte von 3 300 00; 3 500 000 und 4 000 000 aufwiesen.
- Ein Teil des in Beispiel 2 hergestellten Polymeren mit einem Molekulargewicht von 3 100 000 wurde in einen Seifenriegel einverleibt, welcher 99 Teile Natriumstearat und 1 Teil des Polymeren enthielt.
- Nach Anwendung als Handseife fühlte sich die Haut seidig an. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten, wenn man das Natriumstearat durch Natriumdodecylbenzolsulfonat ersetzte.
- Es wurde eine Hand- und Körperlotion hergestellt, welche enthielt:
1,5% Stearinsäure
1,5% Glycerinmonostearat
15% Mineralöl
5% Sesamöl
3% Sojasterin
1% Triethanolamin
1% des Polymeren
Rest: Wasser, Konservierungsmittel, Parfums und geringfügige Bestandteile.
- Nach dem Aufbringen dieses Produktes auf die Haut fühlte diese sich schlüpfrig und weich an.
- Bräunungslotionen wurden hergestellt, wobei jedes der Polymeren gemäß den Beispielen 1 und 2 in folgender Formulierung verwendet wurde:
27% Mineralöl
1,5% Amyl-p-dimethylaminobenzoat (Sonnenschutz)
3,3% eines Sojasterins, kondensiert mit 16 Mol Ethylenoxid pro Mol Sterin
0,2% Allantoin
2,5% Ethanol
0,5% Polymeres
Rest: Wasser, Parfum und geringfügige Bestandteile.
- Die zuvor hergestellten Zusammensetzungen erwiesen sich als wirksame Bräunungslotionen, welche nach dem Aufbringen auf die Haut diese hochgradig schlüpfrig machte.
- Eine Kaltcremegrundlage wurde hergestellt, welche enthielt:
60% Mineralöl
15% Bienenwachs
4% Sojasterin
20% Polymeres (des Beispiels 2 mit einem Molekulargewicht von etwa 4 000 000, neutralisiert mit 2-Amino-2-methyl- 1-propanol)
1% Natriumborat
- Nach dem Gebrauch dieser Creme fühlte sich die Haut seidig an.
- Es wurde ein reinigendes Duschmittel unter Verwendung des Polymeren gemäß Beispiel 1 in folgendem Produkt hergestellt:
0,5% des Polymeren (neutralisiert auf einen pH-Wert von 6 mit Triethanolamin)
2,0% Natriumdodecylhexaethoxysulfat
Rest: Wasser, Parfum, Färbemittel.
- Das Produkt zeigte eine gute Reinigungswirkung und machte die Schleimhäute schlüpfrig.
- Eine Preshave-Lotion wurde hergestellt, welche ein Polymeres gemäß Beispiel 2 enthielt, das ein Molekulargewicht von etwa 3 500 000 aufwies, und folgende Komponenten umfaßte:
15% Isopropylmyristat
0,3% Polymeres
Rest: Ethanol
- Diese Preshave-Lotion machte die Haut während des Rasierens mit einem elektrischen Rasierapparat schlüpfrig, so daß die Rasur weniger behindert wurde. Im wesentlichen gleiche Ergebnisse wurden erhalten, wenn man das Ethanol durch Isopropanol ersetzte oder das Isopropylmyristat in einer Menge von 10 bis 25% und das Polymere in einer Menge von 0,1 bis 1,6% benutzte.
- Es wurde ein Aftershave-Produkt hergestellt, wobei man ein Polymeres mit einem annähernden Molekulargewicht von 3 100 000, hergestellt gemäß Beispiel 2, benutzte. Die Formulierung war wie folgt:
2% Fragrance, Albert Verley Nr. CS-19611
10% eines Vorgemisches von Ethanol mit einem Gehalt an 1 Teil saures Polymeres pro 50 Teile Alkohol
3% Propylenglycol
75% Ethanol
5% Isopropylmyristat
und Triethanolamin in einer solchen Menge, daß ein pH-Wert
von 4 bis 5 eingestellt war, sowie geringfügige
Bestandteile.
- Das das Polymere und das Propylenglycol als Feuchthaltemittel enthaltende Aftershave führte nach dem Rasieren zu einem seidigen, nicht trockenen Anfühlen der Haut.
- Es wurde ein Tampon zur Körperpflege hergestellt, indem man ein 2 Teile des Polymeren gemäß Beispiel 1 und 98 Teile Ethanol enthaltendes Gemisch auf Gaze als Substrat aufbrachte. Gewünschtenfalls kann ein Teil des Alkohols vom Substrat abgedampft werden.
- Zum Tampon kann auch eine geringe Menge an oberflächenaktivem Mittel, wie z. B. Triethanolaminlaurylsulfat, zugegeben werden, wenn eine Reinigungswirkung erwünscht ist. Zum Tampon kann auch ein Medikament zugegeben werden, so daß dieser als Verband verwendet werden kann, der leicht entfernbar ist.
- Ein Wasch- und Reinigungsmittel, welches zum Geschirrspülen brauchbar ist, und das das Polymere des Beispiels 2 mit einem Molekulargewicht von etwa 3 500 000 enthielt, und folgende Komponente umfaßte, wurde hergestellt:
0,5% Polymeres
3% Ethanol
20% Natriumhexaethoxylaurylsulfat
Rest Wasser
- Die Zusammensetzung reinigte wirksam das Geschirr, wobei sich die Haut seidig anfühlte. Die Zusammensetzung schäumte anfänglich gut, wobei der Schaum während des ganzen Spülens aufrechterhalten war.
- Eine Portion des Polymeren des Beispiels 1 wurde in einer Menge von etwa 0,02 g pro cm² Hautfläche auf die Hände einer Testperson aufgebracht. Das Polymere wurde intensiv in die Haut eingearbeitet, wonach sich die Hände glatt und schlüpfrig anfühlten.
Claims (4)
1. Verfahren zum Gleitfähigmachen von Keratinsubstraten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Salz eines Polymeren der Formel °=c:110&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz10&udf54; &udf53;vu10&udf54;worin x eine derartige Zahl bedeutet, daß das Molekulargewicht des anionischen Teils des Polymeren etwa 1 000 000 bis etwa 5 000 000 beträgt, mit dem Substrat in Berührung bringt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Polymeren bei der Anwendung etwa 3 bis etwa 10 beträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polymeres mit einem Molekulargewicht von etwa 2 500 000 bis etwa 4 500 000 verwendet.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polymeres verwendet, dessen Kation Natrium, Kalium, Ammonium, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 2-Amino-2-methyl-1-propanol oder ein Gemisch derselben ist.
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