DE3503762C2

DE3503762C2 - Verfahren zum dauerhaften Umstrukturieren von Haar

Info

Publication number: DE3503762C2
Application number: DE3503762A
Authority: DE
Inventors: Roger Allen Mathews; Edward Robert Moore; David William Cannell
Original assignee: Redken Laboratories Inc
Current assignee: LOreal SA
Priority date: 1984-02-06
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2005-02-06
Also published as: JPH0745390B2; AU588225B2; CA1253081A; JPS60237012A; IT8567110A1; GB2153865A; BE901668A; FR2559060A1; GB2153865B; DE3503762A1; FR2559060B1; IT1184881B; NL8500333A; GB8502881D0; AU3826485A; IT8567110A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umstrukturieren von Haar gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Im Zusammenhang mit Verfahren, bei denen Haar eine andere Struktur gegeben wird, wie z. B. beim Dauerwellen, kann die gesamte Reaktionsfolge wie folgt ausgedrückt werden:

1. Eindringen des reduzierenden Mittels in das Haar
2. kSSk + RSH ⇄ kSH + RSSk
3. kSSR + RSH ⇄ kSH + RSSR
4. Umlagerung der Proteinketten.
5. Fixierung der Krause durch Zurückbildung der Cystinbindungen.

Es ist bereits beschrieben worden, daß bei Dauerwellen unter alkalischen Bedingungen das Eindringen die lang same Stufe ist, während die Stufen 2 und 3 wahrschein lich so schnell verlaufen, wie das Eindringen stattfindet. Der vierte Schritt ist für die Schaffung eines wirtschaft lich einwandfreien Verfahrens kritisch. Unter sauren Be dingungen, beispielsweise bei einem pH-Wert von 5 bis 7, wurde es für erforderlich gehalten, Hitze anzuwenden, um eine zufriedenstellende Haarumstrukturierung zu er halten. Dies liegt darin begründet, daß die Stufe 2 die beherrschende bzw. geschwindigkeitsbegrenzende Stufe ist. Unter solchen Bedingungen kann das Haar beim Spülen durch Umkehrung der Reaktion 2 ohne Schwierigkeiten die Cystin bindungen wieder zurückbilden.

Unter alkalischen Bedingungen verläuft die Reaktion schnell über die Stufe 3 mit vermehrter Bildung von Cystein (kSH) und gleichzeitigem Verlust an gemischtem Disulfid (kSSR) mit nachfolgender Protein-Umlagerung. Aus diesem Grunde sind alkalische Dauerwell-Lösungen von der kosmetischen Industrie bevorzugt worden.

Bei dem konventionellen Dauerwellvorgang wird das Haar nach dem Waschen mit einer Dauerwell-Lösung aus einem reduzierenden Mittel, normalerweise einem Mercaptan, in Berührung gebracht, das in einer Menge zugegen ist, die ausreicht, um die Cystin(Disulfid)-Brücken aufzu brechen. Durch das Aufbrechen erweicht die Protein struktur (Keratin) des Haares. Die Kontaktzeit hängt vom pH-Wert, vom verwendeten Verfahren und der verwen deten Temperatur ab, die bis zu etwa 60°C betragen kann. Normalerweise werden Befeuchtungsmittel oder andere Pene trationsmittel verwendet, um die Reduktion zu unterstützen.

In der Praxis ist es einer der Hauptpunkte, das Dauerwell verfahren in weniger als einer Stunde abzuschließen, wobei zuallererst die Sicherheit und Bequemlichkeit des Kunden beachtet werden. Chemisch vorbehandeltes Haar kann mit schwächeren Lösungen und über einen kürzeren Zeitraum kontaktiert werden als normales Haar. Lösungen mit hoher Konzentration an Reduktionsmittel können bei schwierig zu behandelndem Haar verwendet werden, oder, um die Behandlungszeit abzukürzen.

Beim Dauerwellen bestimmt der Ausführende normalerweise durch Herstellung einer Testkrause, ob das Haar zufrie denstellend behandelt worden ist oder ob ein maximales Aufbrechen der Bindungen stattgefunden hat. Diese Bestim mung umfaßt das Abwickeln von ein paar Locken von einem Wickel, um festzustellen, ob ein "weiches S" mit dem Durchmesser des Wickels gebildet worden ist. Dies ist zwar eine subjektive, aber sehr gute Bestimmung, ob das Haar zufriedenstellend erweicht ist, so daß eine befriedigende Krause erhalten wird, es wird normaler weise vom Ausführenden als Kontaktzeit der Dauerwell-Lösung mit dem Haar bezeichnet. Dies ist ein geeignetes Maß für die Stufe 4 - die Umlagerung der Proteinketten unter Anpassung an den Wicklerdurchmesser.

Wenn eine zufriedenstellende Krause bzw. Wellung erhalten worden ist, wird die Dauerwell-Lösung normalerweise aus dem Haar ausgespült, und während das Haar noch auf den Wicklern aufgewickelt ist, wird ein Oxidationsmittel verwendet, um die neue Krause zu fixieren. Das Haar wird einer abschließenden Spülung unterworfen, gegebenenfalls mit einer Nachbehandlung, und dann getrocknet.

Personen, die ein natürliches lockiges oder krauses Haar besitzen, wünschen oft, ihr Haar zu strecken oder teil weise zu strecken und dann leicht wieder zu locken oder einer leichten Dauerwellbehandlung zu unterziehen. Dabei verursachen jedoch die gekrümmten, schraubenförmigen Drehungen und Biegungen vom lockigem und/oder krausem Haar Probleme.

Lockiges oder krauses Haar ist in erster Linie schwierig zu behandeln und in den kosmetisch gewünschten Haarstil zu bringen. Solches Haar wird auch infolge der verstärk ten Reibungskräfte zwischen den Fasern, die durch die Versuche entstehen, das Haar im gewünschten Stil zu arran gieren, leicht mechanisch beschädigt. Außerdem ist locki ges oder krauses Haar gewöhnlich trockener und brüchiger als natürlich gewelltes oder glattes Haar.

Das Umstrukturieren von lockigem oder krausem Haar ist bisher nach einem von drei verschiedenen chemischen Verfahren durchgeführt worden. Es umfaßt das Strecken des Haares mit kaustischer Soda (NaOH) in einer Creme-Basis. Diese Methode erfordert ein mühevolles Kämmen und Glätten des Haares über einen langen Zeitraum, was von Haarschäden begleitet ist, die zu Trockenheit, Sprödig keit, Bruch und Unbequemlichkeit für den Kunden infolge von Irritation der Kopfhaut, Brennen und Blasenbildung führen.

Ein weiterer Nachteil ist, daß kaustisch behandeltes Haar schwierig mit weiteren chemischen Mitteln, wie Dauerwellmitteln, Kaltwellen oder Packungen zu behan deln ist. Zusammenfassend ist die kaustische Reaktion mit dem Haar unverträglich mit allen üblichen Behandlungs systemen. Dies liegt teilweise daran, daß das Hydroxylion die Cystinbindungen (kSSk) irreversibel unter Bildung von Lanthionin nach der folgenden Formel angreift:

kSSk + OH ⇄ kSk (1).

Eine zweite Möglichkeit ist die Verwendung eines Umkehr-Dauerwell verfahrens, in dem Salze von Sulfiten oder Bi sulfiten zur Aufspaltung der Proteindisulfite verwendet werden. Dieses Verfahren ist wegen der erforderlichen langen Arbeitszeit und wegen der Neigung der Sulfite, die natürliche Farbe aufzuhellen oder anzuheben, nicht zufriedenstellend. Ein weiterer ungünstiger Effekt ist die starke Neigung des Haares, in die lockige oder krause Konfiguration zurückzukehren, sobald das Haar angefeuchtet und shampooniert wurde. Zusätzlich findet diese Reaktion auch unter sauren Bedingungen statt und neigt dazu, im ersten Stadium der Kinetik [entsprechend Reaktion (2)] zu verbleiben, wie nachfolgend erklärt ist:

kSSk + H₂SO₃ ⇄ kS-SO₃H + kSH (2).

Die dritte Möglichkeit umfaßt die Anwendung von Ammonium salzen von Thioglykolsäure als bindungsspaltendes Mittel. Auch hier werden häufig Irritation, lange Arbeitszeit und Rückumwandlung, wie sie bei den Sulfit- oder Bisulfit-Umkehr dauerwellen vorkommen, festgestellt.

Schon lange besteht das Bedürfnis nach einem Verfahren, mit dem natürliches lockiges oder krauses Haar in für den Verbraucher attraktive Formen gebracht werden kann, die keine mühevollen Verfahrensweisen und Kopfhaut-Irritationen einschließen. Außerdem hat man ein Verfah ren angestrebt, das bei jedem Kunden gleichermaßen an gewendet werden kann, und optimale Ergebnisse sichert, gleichgültig ob der Kunde neu ist oder ob der Ausführende ihn bereits kennt. Es ist das Ziel der vorliegenden Er findung, hierfür nützliche Verfahren und Zusammensetzungen zu schaffen, die die Dauerwellverfahren in großem Maße standardisieren und, da sie zum Strecken oder Dauerwellen von lockigem oder krausem Haar geeignet sind, die Unbe quemlichkeiten für den Kunden wesentlich verringern.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Um strukturierung des Haares durch Dauerwellen u. dgl. durch Mittel und eine genaue Abfolge von Stufen zu erreichen, die die Möglichkeit von Schädigungen des Haares oder der Kopfhaut verringern, den gesamten Verfahrenszyklus abkürzen und ein besseres und gleichmäßigeres Endprodukt sicherstellen.

In der allgemeinsten Form besteht die Erfindung darin, Haar über einen Zeitraum, der ausreicht, um im wesent lichen eine maximale Aufspaltung der Bindungen zu er reichen, der Einwirkung einer reaktiven Dauerwell-Lösung auszusetzen, die wenigstens ein reduzierendes Mittel enthält, das die Cystin-Bindung spalten kann; danach das Haar abzustreifen, um den Überschuß der Dauerwell-Lösung zu entfernen; dann ein geeignetes Proteinerwei chungsmittel anzuwenden, um eine Proteinerweichung zu der gewünschten neuen Konfiguration (Reaktion 4) zu ermöglichen. Danach findet eine Oxidation statt, um die Cystin-Bindungen zurückzubilden. Diese Verfahrensweise kann angewendet werden, um Haar durch Aufwickeln auf einen Wickel und Einwirkung einer reduzierenden Lösung zu wellen, oder um das Haar in eine gestreckte Konfigu ration zu zwingen, um natürliche Wellen oder Kräuselungen per se zu entfernen, oder als eine Vorbehandlung für eine Fixierung oder spätere Dauerwellbehandlung.

Vorzugsweise umfaßt das Verfahren das Inberührungsbringen des vorbehandelten Haares mit einer reduzierenden Lösung, die aus mindestens einem wasser löslichen Mercaptan besteht, das die Cystin-Bindungen aufbrechen kann. Der pH-Wert der Lösung kann vom sauren pH-Wert 5 bis zum alkalischen pH-Wert 10 schwanken, vor zugsweise von etwa 6 bis etwa 10 und besonders bevorzugt von etwa 6 bis etwa 9,5. Das reduzierende Mittel ist in einer Konzentration zugegen, die ausreicht, um eine maximale Bindungsspaltung in 5 bis 20 Minuten gleich zeitig mit der Penetration des Haares zu bewirken. Der Überschuß der reduzierenden Lösung wird von dem Haar abgestreift. Das Haar wird dann mit einer geeigneten Proteinerweichungslösung in Berührung gebracht, die aus einer wäßrigen Lösung eines Ca²⁺ oder Mg²⁺-Salzes und/oder einer hydroxyorganischen Verbindung, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen und bis zu 4 Kohlenstoffatome enthält, mit einem pH-Wert von 2 bis 10, besteht und zwar über einen Zeitraum, der ausreicht, um das Protein des Haares zu der neuen Konfiguration zu erweichen, insbesondere in etwa 5 bis etwa 10 Minuten. Sie kann ferner Detergentien zur Unterstützung der Penetration, Konditionierungsmittel, wie zum Beispiel Protein, Duftstoffe u. dgl. enthalten. Danach wird die Cystin-Bindung durch Oxidation mit einem üblichen Peroxid oder Bromat-Oxidierungslösung wieder zurückgebildet.

Das Verfahren dient im wesentlichen zum Dauerwellen von Haaren. Wenn die neu erhaltene Haarstruktur ein gestreck tes Haar ist, kann das Haar als solches gestreckt ver bleiben oder, wenn es gestreckt ist, durch Wiederholung des Dauerwellverfahrens gewellt werden. Wenn es zum Strecken von Haaren verwendet wird, werden Verdickungs mittel angewandt, um den Kontakt der Zusammensetzung mit den Haarsträngen während des Streckverfahrens zu unterstützen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren bei spielhaft näher erläutert.

Die Fig. 1-3 zeigen in einer Grafik die Reduktion von Cystin (S-S), dargestellt durch ".", die Cystein bildung (S-H) ist durch "O" dargestellt und die gemisch ten Disulfide (CMTC) sind durch "X" dargestellt.

Fig. 1 ist die Darstellung der kinetischen Änderung im Haar in Abhängigkeit von der Zeit, wobei als redu zierendes Mittel eine alkalische Lösung, enthaltend 7 Gew.-% Ammoniumthioglykolat (ATG) mit einem pH-Wert von 9,5 verwendet wird, die etwa 5 Gew.-% nicht-ionische oberflächenaktive Mittel enthält.

Fig. 2 zeigt die Kinetik der sauren Reduktion von Haar unter Verwendung einer Dauerwell-Lösung mit 7 Gew.-% Ammoniumthioglykolat bei einem pH-Wert von 6,9, die 5 Gew.-% nicht-ionische Stoffe enthält. Es ist zu be merken, daß die Cystein- und CMTC-Kurven zusammenfallen.

Fig. 3 zeigt die Kinetik der Reduktion von Haar unter Verwendung von Glyzerin-Monothioglykolat (GMTC), eben falls unter sauren Bedingungen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils die Reifung der Krause am Anfang und die Wirksamkeit der Krause bzw. die Spal tung in Abhängigkeit von der Zeit, die zeigt, daß die Reifung der Spaltung des Cystins nacheilt.

Die Fig. 6 zeigt den entscheidenden Unterschied bei Dauerwellverfahren, die die Dauerwell-Lösung nach der vorliegenden Erfindung verwenden. Die Reaktion wurde nach einem Zeitraum von 5 Minuten abgebrochen. Die Punkte nach dem Abbruch zeigen Elastizität zu den Zeitpunkten nach dem Abstreifen des Haares und Zurückbilden der Bindung. Die durchgezogene Linie ist ein Auftrag der Elastizität der Krause gegen die Zeit, wobei als Dauerwell-Lösung "Redken Climatress"® (eine basische Ammoniumthioglykolatlösung) in einem üblichen Dauerwell-Verfahren verwendet wurde. Die gestrichelte Linie zeigt die Elastizität, die unter Verwendung einer wäßrigen Proteinerweichungslösung aus Magnesiumsulfat und Äthanol erhalten wurde.

Die vorliegende Erfindung ist auf das Umstrukturieren von Haar aus einer Konfiguration in eine andere gerich tet, wobei ein kontrolliertes Aufbrechen der Cystin-Bindungen angewandt wird, gefolgt von der Anwendung einer Proteinerweichungslösung und als letztem Schritt die Oxidation des Haares in der gewünschten Endkonfiguration, um die Cystin-Bindungen wiederherzustellen. Das Verfah ren kann auf das Wellen von glattem Haar und auf das Strecken von lockigem oder krausem Haar mit oder ohne nachfolgender Dauerwellbehandlung des Haares durchgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen erläutert durch einen Vergleich der Ergebnisse, die bei konven tionellen Verfahren erhalten werden, und der Unterschiede, die sich bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ergeben.

Der hierin verwendete Ausdruck "maximaler Bindungsbruch" ist definiert als der maximale Anteil der während des Dauerwellprozesses gespaltenen Cystin (Disulfid)-Bindungen, die durch Analyse des Cysteingehalts im Verlauf der Zeit bestimmt werden. Normalerweise ist mindestens eine 30%ige Spaltung des Cystins erforderlich, und bei einer guten Dauerwelle werden normalerweise etwa 30% bis etwa 50% gespalten.

"Testkrause" ist die visuelle Bestimmung der Erweichung, mit der ein geschulter Dauerwellen-Anwender eine zufrie denstellende Krause erzeugen kann. Sie wird ausgedrückt als die Kontaktzeit mit der Dauerwell-Lösung.

"Wirksamkeit" ist das Maß des Aussehens der Lockenfestig keit beim Aufwickeln von Haar auf Wickel mit bestimmtem Durchmesser. Sie wird ausgedrückt als Prozentanteil der maximalen Festigkeit, die durch die Geometrie der Abmessungen bestimmt ist. Hohe Wirksamkeit zeigt ein fest-krauses Aussehen, aber nicht notwendigerweise Elastizität.

"Elastizität" ist das Maß der Rückstellkraft der Krause oder der Rückfederung, bestimmt durch Ausdehnen oder Belasten der auf Wickel von bestimmten Abmessungen ge wickelten Lockenmuster. Je fester die Rückfederung oder Rückstellkraft ist, um so elastischer ist die gebildete Krause. Eine Locke kann fest vom Aussehen sein, aber nicht elastisch. Auch das Gegenteil kann auftreten.

"Reifung der Krause" ist die Art der Krause, die in der Zeit der Testkrause gefunden wird, und wird ausgedrückt durch den Elastizitätswert, der kommerziell brauchbar ist, im Vergleich zur Elastizität eines anerkannten Dauerwellprodukts.

"Das Haar in eine gestreckte Konfiguration bringen" be deutet jede Handlung, wie z. B. Kämmen, die in Verbindung mit der angewandten Lösung verwendet wird, wodurch Haar stränge in Zusammenwirken mit der Lösung stärker gestreckt bzw. geglättet werden als es ihrer ursprünglich lockigen oder krausen Konfiguration entspricht.

"Proteinerweichung" (Proteinfluß) ist die molekulare Umordnung der Keratin-Proteinketten, die das Lockenmuster für die Reifung der Krause bilden. Im Gegensatz zu übli chen Bezeichnungen ist "Protein-Erweichung" nicht synonym mit "Cystin-Bindungsbruch".

Mit "hydroxyorganischer Verbindung" wird ein Alkohol oder ein Polyol mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bezeich net.

Mit "mehrwertigem Ion" wird ein Ion bezeichnet, das in Lösung eine Wertigkeit von mindestens 2 aufweist. Es bewirkt die Proteinerweichung, aber es verhindert die Rückbildung der Cystin-Bindungen nicht. Vorzugsweise werden Cationen eingesetzt. Es können aber auch Anionen verwendet werden.

Der Cystin-Bindungsbruch ist entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Vorgang, der unabhängig ist von der indu zierten Proteinerweichung. Durch die einzelnen Arbeits vorgänge wird eine wirksamere Umstrukturierung des Haares in kürzeren Zeiten mit weniger Nachteilen für den Kunden bewirkt.

Bei der Anwendung im Dauerwellverfahren wird das Haar zunächst shampooniert und dann auf Wickler aufgewickelt. Dann wird eine reduzierende Lösung aus mindestens einem Reduktionsmittel für Cystin-(S-S)-Bindungen, die im sauren bis zum alkalischen Bereich liegen kann, auf das Haar auf getragen. Geeignete Reduktionsmittel sind Mercaptane, wie Thioglykolsäure, Thiomilchsäure, Cystein, sowie deren Salze und Derivate, Sulfitsalze und dergleichen. Vor dem Hintergrund der vorliegenden Erfindung werden alkalische Dauerwell-Lösungen gegenüber sauren bevorzugt verwendet. Der Grund hierfür ist, daß saure Dauerwell-Lösungen un abhängig von der Konzentration der Dauerwell-Lösung und der Anwendung von Wärme mehr oder minder auf die Reaktion der Stufe 2 beschränkt sind, während die Stufen 3 und 4 leicht in alkalischen Systemen, die einen pH-Wert größer als 7 aufweisen, stattfinden. Unter sauren Bedingungen ist außerdem die Faserquellung minimal und die ionische Anziehung zwischen den Protein-Seitenketten auf ihrem Maximum.

Aus teilweise dem gleichen Grund sind Thioglykolsäure und ähnliche Lösungen mit einem pH-Wert von 5 bis 7 weniger bevorzugt als Dauerwell-Lösungen desselben Mit tels in einem alkalischen pH-Bereich.

Wenn das Haar gestreckt werden soll, ist die reduzierende Lösung viskos, und zum Ausgleich können alkalische Verbindungen, wie z. B. Ammoniak, alkalische Aminosäuren, Alkanolamine, Alkalicarbonate und dergleichen verwendet wer den, um den pH-Wert im Bereich von etwa 6 bis etwa 10, vorzugsweise von 6 bis 7 zu halten. Bevorzugte Mittel zur Erhöhung der Viskosität, vorzugsweise in den Gel-Bereich, umfassen stabile Gummis, Gelatine, Cellulosederivate, wie z. B. Carboxymethylcellulose, und dergleichen.

Gleichgültig, ob das Haar gewellt oder gestreckt wird, kann ein maximaler Cystin-Bruch in einem Zeitraum von etwa 5 bis etwa 20 Minuten oder in beliebig längerer Zeit von mehr als etwa 15 Minuten durch die Konzentration der Reagenzien, den pH-Wert, die Temperatur oder den Haar zustand geregelt werden. Normalerweise beträgt die Maxi malzeit etwa 10 Minuten und der Bindungsbruch ist synchron mit der Penetration. Erfindungsgemäß sind Zeiten von mehr als etwa 20 Minuten nicht erforderlich. Der Grund hierfür ist, daß bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ein sekundäres und weniger schädliches Mittel verwendet wird, um die Proteinerweichung einzuleiten, insbesondere die hierin definierte Proteinerweichungslösung.

Unter den üblicherweise bevorzugten alkalischen Bedin gungen verläuft die Reaktion, wie gezeigt, gut über den Schritt 3, mit einer vermehrten Bildung von Cystein (kSH) und gleichzeitigem Rückgang an gemischten Disulfid-(kSSR)- Bindungen. Außerdem tragen die Proteinketten einen Über schuß an negativen Ladungen, die die Haarquellung be günstigen, was eine Proteinerweichung durch Abstoßung induziert. Infolgedessen wird die vorhandene Anfangs konzentration an gemischten Disulfiden schnell verbraucht, und die Reaktion schreitet normalerweise über Stufe 4 fort, wobei die gleichzeitige Proteinerweichung vom durch führenden Fachmann bestimmt wird als Maß dafür, daß im Falle einer Dauerwelle eine vollendete (reife) Krause gebildet wurde oder beim Strecken des Haares das Haar entspannt ist.

In den gezeigten Gleichungen findet der Bindungsbruch bei saurer Dauerwell-Lösung in den Stufen 1 und 2 statt, in alkalischen Dauerwell-Lösungen findet die Spaltung bis zu oder im Schritt 4 statt. Unabhängig vom pH-Wert wird das Haar abgezogen bzw. abgestrichen (blotted), um den Überschuß an Reduktionslösung zu entfernen. Dadurch wird das Gleichgewicht des eingestellten Cystin-Bindungsbruchs aufrechterhalten. An diesem Punkt wird ein Spülen wegen der Umkehr der Reaktion 2 unter Bildung von Cystin ver mieden. Die Proteinerweichung wird mit einer Protein erweichungslösung induziert. Vorzugsweise ist die ver wendete Proteinerweichungslösung eine wäßrige Lösung einer wasserlöslichen hydroxyorganischen Verbindung und/oder eines mehrwertigen Ions, wie weiter unten näher er klärt wird.

Wenn die Reduktionslösung auf Glyzerin-Monothioglykolat unter im allgemeinen neutralen oder sauer bis neutralen Bedingungen basiert, so lassen sich die hier beschriebe nen Proteinerweichungslösungen verwenden, weil Glycerin-Mono thioglykolat ein Zwischenprodukt ist und weil es unter sauren Bedingungen stärker ionisiert, mit einem pH_SH von 7,8 gegenüber einem Ph_SH von 10,2 für Thiogly kolsäure.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird deshalb nach dem Behandeln des Haares mit einer Reduk tionslösung über einen vorbestimmten Zeitraum von etwa 5 bis etwa 20 Minuten, vorzugsweise von 5 bis 10 Minu ten, der Überschuß der Reduktionslösung aus dem Haar ab gestreift. Dabei verbleibt ein Rückstand in der Faser, um eine maximale Aufbrechung der Bindung für die nach folgende Proteinumlagerung mit der Proteinerweichungs lösung aufrechtzuerhalten.

Die Proteinumlagerung wird dann bewirkt, indem auf das Haar eine wäßrige Proteinerweichungslösung aufgebracht wird, die mindestens ein wasserlösliches Salz eines mehrwertigen Ions mit einer Ionenladung von mindestens zwei und einer annehmbar geringen Toxizität enthält. Magnesium und Kalziumsalze, insbesondere Sulfate, wer den gegenwärtig bevorzugt. Die Salze können in Konzen trationen bis zu gesättigten Lösungen verwendet werden, normalerweise in Konzentrationen von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%. Andererseits, und auch bevorzugt, wird min destens eine hydroxyorganische Verbindung verwendet, die bis zu 4 Kohlenstoffatome enthält. Sie kann ein Alkohol und/oder Polyol sein. Es kann wieder eine Kon zentration bis zur gesättigten Lösung verwendet werden oder bis zu einer Stärke der Konzentration, bei der die Lösung für den Kunden oder für die Anwendung gefährlich wird. Beispielhaft, aber nicht begrenzend für solche funktionellen Verbindungen seien genannt Äthanol, Iso propanol, Butanol, Isoamyl-Alkohol, Propylen-Glycol u. dgl. Normalerweise kann 2-Butanol wegen seines Ge ruchs nicht verwendet werden. Methanol ist verwendbar, aber es kann Toxizitätsprobleme aufwerfen.

Der Alkohol oder das Polyol ist in einer Konzentration von 2 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die Lösung, bevorzugt zugegen. Der pH-Wert der Lösung kann zwi schen etwa 2 und etwa 10 liegen, vorzugsweise zwischen etwa 6 und etwa 7, und kann durch Eingabe von alkalischen Verbindung, wie z. B. Ammoniak, alkali sche Aminosäuren, Alkanolamine, Alkalicarbonate und dgl., eingestellt werden.

Disruptive Mittel (Berstmittel), wie z. B. Harnstoff, Quanidin, Amide, Betaine und oberflächenaktive Stoffe, die ein Expandieren der Proteinstruktur unterstützen, können in die verwendete Proteinerweichungslösung einge arbeitet werden.

Normalerweise sind in der Proteinerweichungslösung auch Befeuchtungsmittel, wie z. B. nicht-ionische, katio nische oder anionische Detergenzien, Konditionierungs mittel, wie z. B. Aminosäuren oder Proteine, weiterhin Polymere oder wasserlösliche Fettderivate als Verdic kungsmittel einschließlich gel-bildende Mittel für die Haarstreckung, Farbstoffe, Duftstoffe, Konservierungs mittel u. dgl. enthalten.

Wenn auch die theoretische Deutung die Erfindung nicht beschränken soll, wird doch angenommen, daß die Anwen dung der ionischen Lösung einen Konzentrationsgradien ten bewirkt, wodurch die Fasern zeitweilig positiv gela dene Ionen absorbieren, die negativ geladene Protein seitenketten neutralisieren, wodurch eine verbesserte Beweglichkeit des Proteins und eine Erweichung bzw. ein Fluß in die neue und gewünschte Konfiguration induziert wird.

Der Alkohol- oder Polyolbestandteil bewirkt eine Pene tration oder hydrophobe Umlagerung der Proteinseiten ketten, wodurch die Neigung zum Fluß weiter verstärkt wird. Die Proteinerweichung ist innerhalb eines Zeit raums von 5 bis 10 Minuten, der durch die genaue Zusam mensetzung, die Temperatur und die Kondition des Haares bestimmt wird, abgeschlossen.

Obwohl zwei verschiedene Lösungen verwendet werden müssen, ist bei der Durchführung der vorliegenden Erfin dung die Dauerwelle schneller und benötigt höchstens 15 Minuten, wobei besser wiederholbare und vergleichbare Ergebnisse hinsichtlich der Schritte des Bindungsbruchs und der Umlagerung erhalten werden.

Nach der Zugabe der Proteinerweichungslösung zum Haar wird das Haar gespült, und die Disulfidbindungen werden durch übliche Oxidationsverfahren, wie durch Anwendung von die Bindung zurückbildenden Peroxid- und Bromat lösungen wieder zurückgebildet. Dadurch wird eine Rück bildung der Disulfidbindungen sichergestellt.

Wenn das Verfahren zum Strecken von Haar benutzt wird, kann eine Dauerwellung gewünscht sein, und das Verfah ren wird so wiederholt, daß lediglich die Reduktions lösungen und die Proteinerweichungslösungen normaler weise nicht viskos sind. Der Grund hierfür ist, daß das Haar zur Bildung einer Krause auf Wickel aufgewickelt wird, was im Gegensatz steht zu dem Strecken und Auf rechterhalten des Haares in der gestreckten Konfigu ration.

Im folgenden werden bevorzugte saure und alkalische Systeme zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung angegeben.

SAURE LÖSUNG Reformer

Glycerinmonothioglykolat
Puffer
(Gew.-%)
Ammoniak
0,34% bis 0,85%
Harnstoff	1,00% bis 15,00%
Nicht-ionisches Detergens	1,00% bis 6,00%
Duftstoff	0,10% bis 0,50%
Wasser	Rest

Der Reformer und der Puffer werden zur Benutzung in einer Menge gemischt, die einen ph-Wert von 6,8 bis 7,0 ergibt.

Erweichungslösung
(Gew.-%)
Nicht-ionisches Detergens
0,50% bis 6,00%
Duftstoff	0,10% bis 0,50%
Absoluter Alkohol	2,00% bis 5,00%
Magnesiumsulfat	1,00% bis 15,00%
Wasser	Rest

Ein Zellulosegummi in einer Konzentration von 0,25 bis 3,0 Gew.-% kann in dem Reformer und in der Erweichungslösung verwendet werden, wenn das Haar gestreckt werden soll.

Bindungslösung für die Wellung
(Gew.-%)
Nicht-ionisches Detergens
1,00% bis 5,00%
Duftstoff	0,10% bis 0,50%
H₂O₂ (50%)	3,00% bis 5,00%
Wasser	Rest

Bindungslösung zum Strecken
(Gew.-%)
Nicht-ionisches Detergens
0,10% bis 5,00%
Duftstoff	0,10% bis 0,50%
Fettalkohol	0,10% bis 0,40%
Polymer JR^(a)	0,10% bis 1,00%
Natriumbromat	5,00% bis 12,00%

(a) ein Konditionierer auf der Grundlage von quaternisierter Hydroxyethylcellulose, hergestellt und vertrieben von Union Carbide Corporation

ALKALISCHE LÖSUNG
Reformer-Lösung
(Gew.-%)
Äthylendiamintetraessigsäure\|0,5%
Nicht-ionisches Detergens	2,00% bis 6,00%
Harnstoff	1,00% bis 15,00%
Duftstoff	0,5%
Ammoniumthioglykolat	8,00% bis 12,00%
Ammoniakwasser (28%)	2,12% bis 5,00%
Wasser	Rest
pH	9 bis 9,5

Geliermittel und Bindungslösungen werden wie oben ver wendet.

BEISPIELE UND KONTROLLEN Beispiel 1

Es wurde eine Serie von Untersuchungen durchgeführt, um den Grad der Cystinspaltung innerhalb von 5 Minuten zu bestimmen. Die Tabelle I zeigt eine typische Spaltung bei alkalischen und sauren (Ammonium-Thioglykolat) und neutralen (Glyzerin-Monothioglykolat) Dauerwell-Lösun gen. Es wurden die Haare der gleichen Person verwendet. In jedem der Fälle war das Reduktionsmittel in einer Konzentration von 7 Gew.-% zugegen.

Dauerwelltyp
Typische Cystin-Spaltung

5 Min.
Alkalisch (pH 9,2)\|56%
Sauer (pH 6,8)	36%
GMTG (pH 7,0)	33%

Die Fig. 1 zeigt die Kinetik bei der Anwendung einer alkalischen Dauerwell-Lösung (7 Gew.-% Ammonium-Thiogly kolat plus 5 Gew.-% nicht-ionische oberflächenaktive Substanzen bei einem ph-Wert von 9,5), während die Fig. 2 und 3 jeweils die Kinetik der Cystinspaltung für saure Dauerwell-Lösungen (7 Gew.-% Ammonium-Thioglyko lat plus 5 Gew.-% nicht-ionische oberflächenaktive Sub stanzen bei einem ph-Wert von 6,9) und Creative-Curl®, einer kommerziellen, sauren Dauerwell-Lösung, enthal tend 14,7 Gew.-% Glyzerin-Monothioglykolat (GMTG) zeigt.

Dies zeigt, daß der maximale oder im wesentlichen maximale Bindungsbruch innerhalb von 5 Minuten statt findet mit, im Fall des GMTG, einer gewissen Zu nahme in der Zeitspanne von 5 bis 10 Minuten. Daraus ist abzuleiten, daß in den meisten Fällen eine im wesentlichen maximale Bindungsspaltung innerhalb von 5 bis 10 Minuten erreicht werden kann.

Kontrolle A

in einem kontrollierten Salontest wurde der Cystin- und CMTC-Gehalt einer bestimmten Haarmenge zu ver schiedenen Zeitpunkten des Dauerwellverfahrens be stimmt. Es zeigte sich, daß bei längerem Kontakt mit der Dauerwell-Lösung die Menge an Cystin nicht abnimmt und die Menge an gemischtem Disulfid nicht zunimmt. Auch wurde der starke Einfluß von Wasser auf die Rückbildung der Cystinbindung gezeigt. Die Dauerwell-Lösung war zusammengesetzt aus 11 Gew.-% Ammonium-Thioglykolat und einem nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittel mit einem pH von 7,0.

Tabelle II

Beispiel 2

Um weiterhin sicherzustellen, daß eine effektive Spaltung in 5 Minuten erzielt worden war, wurden 12 Personen jeweils einer sauren Dauerwelle (11 Gew.-% ATG, pH 6,9 bei 50°C) und einer alkali schen Dauerwelle (7 Gew.-% ATG, pH 9,2 bei Raum temperatur) mit einer Wasserspülung zur Rückge winnung des Cystins unterworfen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen III und IV zusammengefaßt.

Tabelle III - Saure Welle
Parameter
Durchschnitt
% Cystin-Spaltung\|48% ± 5%
% Rückgewinnung Cystin durch Spülung mit Wasser	59% ± 30%
% Rückgewinnung Cystin durch Oxidation	86% ± 7%

Tabelle IV - Alkalische Welle

Beispiel 3

Die folgende Tabelle V zeigt die Elastizität der Krause in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der eingesetzten Proteinerweichungslösung nach dem Abstreifen. Vor dem Abstreifen wurde eine 5 Minuten-Welle unter Verwendung einer 7 Gew.-%igen Ammonium-Thioglykolatlösung bei einem pH-Wert von 9,2 durchgeführt.

Tabelle V

Beispiele 4 und 5

Es wurden Versuche durchgeführt bezüglich der Reifung der Krause am Beginn gegenüber der Bin dungsspaltung. Fig. 4 zeigt die Reifung der Krause am Beginn, und Fig. 5 zeigt die Reifung der Krause als Prozentsatz der Wirksamkeit gegen über dem Cystein-Bindungsbruch. Abweichend vom Stand der Technik wurde festgestellt, daß die Reifung der Krause gegenüber der Bindungsspaltung relativ verzögert war, wobei die Proteinerweichung (Proteinfluß) der begrenzende Schritt ist. Dies ermöglicht es, den Proteinfluß als einen von der Bindungsspaltung unabhängigen Faktor zu behandeln. Die für die Versuche verwendete Well-Lösung be stand aus 7 Gew.-% Ammonium-Thioglykolat und 5 Gew.-% nicht-ionischem oberflächenaktivem Mittel bei einem pH-Wert von 7,0 und 50°C.

Beispiel 6 und Kontrollversuche B und C

Tabelle VI zeigt die Ergebnisse unter Verwendung der gleichen Wellungsbedingungen, insbesondere 5 Minuten-Kontakt mit einer 7 Gew.-%igen ATG-Lösung mit einem pH-Wert von 9,2, bei dem jedoch der Ab streifvorgang und die verwendete Lösung variiert wurden.

Tabelle VI

Die Fig. 6 zeigt den entscheidenden Effekt bei der An wendung der vorliegenden Erfindung. Beim Spülen mit Wasser wird die Elastizität der Krause nicht verbessert, wenn die Wasserzugabe nach dem Abstreifen über die an gegebenen Zeiträume verzögert wird, während eine 10 Minu ten lange Anwendung der Proteinerweichungslösung nach dem Abstreifen die Elastizität um 100% steigert.

Beispiel 7

Die folgende Tabelle VII zeigt die Wirkung verschie dener Alkohole und Glykole (5 Gew.-%) gemeinsam mit 5% MgSO₄ in einer Proteinerweichungslösung. Die Lösung wurde nach dem Abstreifen des Haares, das mit einer 7 Gew.-%igen ATG-Lösung mit einem pH-Wert von 9,2 5 Minuten lang kontaktiert wurde, angewandt. Die Kontaktzeit mit der Proteinerweichungslösung betrug 10 Minuten.

Tabelle VII

Beispiel 8

Der saure Reformer und der Puffer wurden so ver mischt, daß sich eine Lösung mit einem pH-Wert zwischen etwa 6,8 und 7,2, normalerweise etwa 7,0, ergab und wurden in Kombination mit Abstreifen des Haares angewandt, um die Cystinbindungen auf zubrechen. Die Kontaktzeit betrug etwa 20 Minuten, danach wurde die Lösung abgestreift und das viskose Proteinflußgel 5 bis 20 Minuten in das Haar ein gekämmt, um einen glatt gestreckten Zustand zu er reichen. Nach dem Spülen kann die Bindungslösung angewandt werden, wenn die gestreckte Konfiguration erwünscht ist. Ist dies nicht der Fall, wird das Haar auf Wickel aufgewickelt. Dann wird der kombinier te Reformer und Puffer erneut angewendet, um die durch das Spülen gebildeten Cystinbindungen erneut zu spalten. Nach dem Abstreifen wird die Proteiner weichungslösung angewandt. Nach etwa 5 bis etwa 10 Minuten wird die Proteinerweichungslösung aus dem Haar ausgespült und die Bindungslösung angewandt, um die Cystinbindungen neu zu bilden.

Nach dem oben beschriebenen Verfahren wurde ein Salon test ausgeführt, bei dem das Haar von drei Personen n = 3) nur geglättet und von 12 Personen (n = 12) geglättet und wieder gewellt wurde. Die Ergebnisse dieses Verfahrens und der Zustand des Haares wurden in einer Skala von 1 bis 10 bewertet (Maximum = 10). Die Tabelle VIII zeigt die Ergebnisse dieses Ver suches.

Tabelle VIII

Claims

1. Verfahren zum dauerhaften Umstrukturieren von Haar, bei dem man das Haar der Einwirkung einer Reduktionslösung aussetzt, die wenigstens ein Reduktionsmittel zum Aufbrechen der Cystinbindungen enthält, und auf das Haar zum Zurückbilden der Cystinbindungen ein Oxidationsmittel aufträgt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Haar solange mit der Reduktionslösung in Kontakt bringt, daß ein im wesentlichen maximales Aufbrechen der Cystinbindungen er reicht wird;
b) das Gleichgewicht des erreichten Cystin-Bindungsbruchs aufrech terhält, indem man durch Abstreifen des Haares überschüssiges Reduktionslösung daraus entfernt, jedoch den Rest davon im Haar beläßt;
c) das Haar solange mit einer Proteinerweichungslösung in Kontakt bringt, daß die Proteinerweichung im Haar bewirkt und die ge wünschte umstrukturierte Konfiguration erhalten wird,
d) das Haar spült und
e) danach zum Zurückbilden der Cystinbindungen und Fixieren der um strukturierten Konfiguration das Oxidationsmittel anwendet,

wobei die Proteinerweichungslösung eine wäßrige Lösung mit einem pH-Wert von 2 bis 10 ist, die mindestens ein Proteinerweichungsmittel enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ca²⁺- oder Mg²⁺-Salz in einer Konzentration bis zur Sättigung, einer wasserlöslichen hydroxyorgani schen Verbindung in einer Konzentration von 2 bis 10 Gew.-%, die bis zu 4 Kohlenstoffatomen und mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, sowie Gemischen davon.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar auf einem Wickel unter Bildung einer Krause umstrukturiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar zu einer gestreckten Konfiguration umstrukturiert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar zu einer gestreckten Konfiguration umstrukturiert, spült und auf Wickel wickelt und die Schritte a) bis c) wiederholt, bevor das Oxidationsmittel angewandt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 zum Dauerwellen von auf einem Wickel ge wickeltem Haar, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar bei Schritt a) 5 bis 15 Minuten lang mit der Reduktionslösung und bei Schritt c) 5 bis 10 Minuten lang mit der Proteinerweichungslösung in Kontakt bringt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 zum Strecken von lockigem oder krausem Haar, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Schritt a) eine Reduktionslösung verwendet, die einen pH-Wert von 6 bis 10 aufweist, und das Haar in eine gestreckte Konfiguration bringt, bei Schritt c) eine viskose Proteinerwei chungslösung verwendet und beim Einwirken des Oxidationsmittels das Haar in der gestreckten Konfiguration beläßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar bei Schritt a) 5 bis 20 Minuten lang mit einer viskosen Reduktionslösung und bei Schritt c) 5 bis 10 Minuten lang mit einer viskosen Proteinerwei chungslösung in Kontakt bringt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 zum Wellen von lockigem oder krausem Haar, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Schritt a) eine viskose Reduktions lösung verwendet, die einen pH-Wert von 6 bis 10 aufweist, und das Haar in eine gestreckte Konfiguration bringt, bei Schritt c) eine viskose Proteiner weichungslösung verwendet, Schritt d) durchführt und anschließend das Haar auf Wickel aufwickelt und mit dem aufgewickelten Haar die Schritte a) bis e) durchführt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Haar beim ersten Durchführen von Schritt a) 5 bis 20 Minuten lang mit der viskosen Reduktionslösung und beim ersten Durchführen von Schritt c) 5 bis 10 Minuten lang mit der viskosen Proteinerweichungslösung in Kontakt bringt.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydroxyorganische Verbindung Ethylal kohol, Isopropylalkohol, Butanol, Isoamylalkohol oder Propylenglykol ist.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel Glycerinmonothiogly kolat oder Ammoniumthioglykolat ist und die viskose reaktive Reduktions lösung einen pH-Wert von 6 bis 7 aufweist.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ca²⁺- oder Mg²⁺-Salz in einer Konzen tration von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Proteinerweichungslösung, zugegen ist.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteinerweichungslösung einen pH-Wert von 6 bis 7 aufweist.