DE60113289T2

DE60113289T2 - Schergelzusammensetzungen

Info

Publication number: DE60113289T2
Application number: DE60113289T
Authority: DE
Inventors: Rupert Charles BROWN; Simon Peter Wirral CAREW; Charles John Wirral EKLUND; Peter Fairley; Macia Jeannette EVANS
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: US6673371B2; CN1473030A; BR0115370A; ATE303787T1; CN100579502C; JP3949580B2; KR100816581B1; EP1330228A1; JP2004512349A; MXPA03003262A; ES2248396T3; AU2002210529A1; WO2002036086A1; EP1330228B1; GB0026473D0; KR20030051756A; US20020085987A1; DE60113289D1; AR031057A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Zusammensetzungen mit einer verdickten Fluidform, ein Verfahren für deren Herstellung und deren Verwendung. Insbesondere betrifft die Erfindung Zusammensetzungen, umfassend eine aus einem teilchenförmigen Geltyp gebildete Phase, die beispielsweise als Haarbehandlungszusammensetzungen und Körperwaschzusammensetzungen verwendet werden kann.
HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Suspendiermittel werden üblicherweise in einer Vielzahl von verschiedenen Arten von Zusammensetzungen (beispielsweise in Haarbehandlungszusammensetzungen) angewendet, um die Stabilität gegen die Abtrennung der Komponenten, insbesondere beim Absetzen von suspendierten Materialien, zu verbessern.
Beispiele für Suspendiermittel, die üblicherweise in Haarbehandlungszusammensetzungen verwendet werden, schließen kristalline Suspendiermittel (wie Ethylenglykoldistearat) und anorganische Strukturierungsmittel (wie quellende Tone) ein. Obwohl diese Materialien zum Suspendieren von teilchenförmigem Stoff wirksam sind, können sie die Schäumungsleistung negativ beeinflussen und der Zusammensetzung unerwünschtes trübes Aussehen verleihen. Weiterhin neigen sie während der Anwendung der Zusammensetzung dazu, zusammen mit den Bestandteilen abgeschieden zu werden, von denen es erwünscht ist, dass sie abgeschieden werden, was zu Stumpfwerden des Haars durch übermäßigen Aufbau und verminderten Eigenschaften führen kann.
Der Stand der Technik schlägt auch die Verwendung von hydrophilen Polymeren für suspendierende Zwecke vor, die in wässrigen Medien dispergieren. Natürliche Polymere wurden für diesen Zweck verwendet und insbesondere wurde Xanthangummi verwendet. Körperwaschprodukte, insbesondere Shampoos, die Xanthangummi enthalten, werden beispielsweise in US-A-5286405 und GB-A-2188060 beschrieben. Ein Problem besteht darin, dass die erhaltenen Produkte häufig eine unannehmbare „fadenartige" Textur und ein schleimiges Anfühlen aufweisen.
Eine Kategorie von für Suspendierungszwecke angewendete synthetische Polymere sind Carboxyvinylpolymere. Die Carboxyvinylpolymere sind kolloidale in Wasser lösliche Polymere von Acrylsäure, die mit Polyallylsaccharose oder Polyallylpentaerythrit vernetzt sind, welche unter der Handelsmarke CARBOPOL von B. F. Goodrich erhältlich sind. US-5635171 beschreibt ein transparentes oder durchscheinendes Gel, das auf solchen Polymeren basiert, wobei das Gel durch die Einarbeitung einer sehr kleinen Menge einer wässrigen Galactomannanlösung (Carob-, Guar- oder Taragummi) versteift wird. Diese Versteifung ermöglicht die Stabilisierung der suspendierten Phasen.
Ein Problem besteht jedoch darin, dass Carboxyvinylpolymere des vorstehend beschriebenen Typs aufgrund unter anderem ihrer Empfindlichkeit gegenüber pH-Werten und Ionenstärke und deren Unverträglichkeit mit ethoxylierten Tensiden schwierig zu formulieren sein können.
Eine Vielzahl von Polymeren biologischen Ursprungs haben in wässriger Lösung die Fähigkeit, so genannte reversible Gele zu bilden, beispielsweise jene, die schmelzen, wenn sie erhitzt werden, jedoch zu einem Gel zurückkehren, wenn anschließend heruntergekühlt wird. Ein gut bekanntes Beispiel von einem Polysaccharid, das reversible Gele bildet, ist Agar. Eine einen kleinen Prozentsatz an Agar enthaltende wässrige Lösung ist im heißen Zustand eine mobile Flüssigkeit, jedoch wenn man sie abkühlen lässt, bildet sie ein Gel mit ausreichender Steifigkeit und behält ihre eigene Form bei. Andere natürlich abgeleitete Polymere, die reversible Gele bilden können, sind Carrageenan, Furcellaran, Gellan und Pektin.
Die Bildung von Gelen durch natürliche Polysaccharide ergibt sich aus der Wechselwirkung zwischen den Polymermolekülen. Reversible Gele schmelzen im Allgemeinen über einen Temperaturbereich oder zeigen eine Schmelztemperatur, die als der Gelpunkt bezeichnet wird. Dies ist die Temperatur, bei der beobachtet wird, dass das Gel bei langsamem Erhitzen schmilzt, wenn diese Wechselwirkung größtenteils verschwindet. Somit ist oberhalb des Gelpunkts die heiße Lösung des Polymers beweglich. Wenn sie unterhalb ihres Gelpunkts abkühlt, ermöglicht die Wechselwirkung der Polymermoleküle, dass sie ein kontinuierliches und verzweigtes Netzwerk bilden, das sich durch die Probe erstreckt. Im Gegensatz zur Bildung eines kontinuierlichen verzweigten Netzwerks, vollführen einige andere Materialien, die Wasser verdicken, dies nur durch örtliche übergangsweise Verwirrung der Moleküle. Eine Erörterung zu Polysaccharidgelen einschließlich deren Bereichs von mechanischen Eigenschaften wird in „Gels and Gelling" von Allan H. Clark, welches Kapitel 5 in Physical Chemistry of Foods, Schwartzenberg und Hartel, Herausgeber; veröffentlicht von Marcel Dekker 1992, ist, gefunden. In einigen Fällen gibt es Hysterese und die Schmelz- und Härtungstemperaturen sind nicht identisch.
Die Schmelztemperatur eines Gels kann geeigneterweise durch Anordnen einer Stahlkugel mit einem Durchmesser von ungefähr 1 mm auf der Oberfläche einer Probe, die vollständig gehärtet ist, dann langsames Erhöhen der Temperatur, beispielsweise in einem programmierbaren Wasserbad, gemessen werden. Der Gelschmelzpunkt ist die Temperatur, bei der die Kugel beginnt, durch die Probe zu sinken. Die Apparatur zur Erleichterung solcher Bestimmungen ist beispielsweise als ein Physica AMV200-Rollkugelviskosimeter von Anton Paar KG erhältlich.
Ein reversibles Gel zeigt auch eine Übergangstemperatur, bei der nach langsamer Temperaturerhöhung die gesamte Ordnung, die von mikroskopischem oder makroskopischem Ausmaß ist, vollständig verschwunden ist. Diese Übergangstemperatur (von Ordnung zu Unordnung) kann mithilfe der Differentialscanningcalorimetrie (DSC) gemessen werden. Die Übergangstemperatur von einem reversiblen Gel, wie durch DSC gemessen, fällt gewöhnlich ungefähr mit dem Gelschmelzen zusammen, was visuell beobachtbar ist.
EP-A-355908 lehrt, dass Polysaccharide, die ein reversibles Gel bilden können, unter Bildung von viskosen, noch beweglichen fluiden Zusammensetzungen durch Unterziehen der Zusammensetzung einer Scherwirkung, während Gelbildung stattfindet, angewendet werden können. Die erhaltenen Zusammensetzungen können „Schergele" genannt werden.
Eine weitere Art der Bildung eines Schergels ist, ein Proteingel anstatt ein Polysaccharidgel anzuwenden. Ein Beispiel dafür ist das Anwenden eines kalt gehärteten Molkegels, wie in US-5217741 offenbart, welches ein aus vorgebildeten Molkeaggregaten gebildetes Gel ist, wenn der pH-Wert sich verändert oder Salz zugegeben wird. Dieses kalt gehärtete Molkegel kann als ein Schergel von ähnlichen Eigenschaften zu jenen der Polysaccharidschergele hergestellt werden.
EP-0250623 offenbart die Bildung von Molketeilchen durch Erhitzen der Molkelösung unter starker Scherwirkung zur Erzeugung von kleinen wärmegehärteten Teilchen, die als ein Fettersatz verwendet werden können. Die Teilchen werden weder als irgendein Material einschließend beschrieben, noch werden sie als ein fluides Gel mit scheinbaren Bruchspannungseigenschaften beschrieben.
Wir haben nun gefunden, dass Zusammensetzungen, umfassend eine kontinuierliche Phase, die aus solchen Schergelen gebildet werden, nicht nur ausgezeichnete Beständigkeit gegen Abtrennung von Komponenten und Härten von suspendierten Materialien zeigen, sondern auch angewendet werden können, um vorteilhafte Materialien innerhalb der Gelteilchen einzu schließen. „Einschließen" wird angewendet, um Situationen zu beschreiben, wo die vorteilhaften Materialien innerhalb eines einzelnen Gelteilchens verbleiben und/oder wo die vorteilhaften Materialien mit der Gelmatrixstruktur verbunden sind. Die Schergele von diesen Zusammensetzungen sind tolerant hinsichtlich der Gegenwart von vielen Tensiden (beispielsweise in Körperwasch- oder Haarbehandlungszusammensetzungen) und können unter einigen Umständen die Freisetzung der vorteilhaften Materialien aus den Zusammensetzungen verstärken.
WO 98/08601 beschreibt wässrige Zusammensetzungen, wie flüssige Körperreinigungsmittel, die große Hydrogelteilchen enthalten, welche durch zwei verschiedene in Wasser lösliche Polymere gebildet werden. Die Hydrogelteilchen fangen in Wasser unlösliche Vorteilsmittel in einem aus diesen zwei Polymeren gebildeten Netzwerk ein. Das System ist kein Schergel, da es zuerst durch Bilden von länglichen Polymergelnudeln abgetrennt wird, die nach Gelbildung anschließend in die gewünschte Gelteilchengröße geschnitten/zerteilt werden. Das zweite Polymer (das typischerweise ein Acrylpolymer, wie CARBOPOL^TM, vorstehend angeführt, ist) ist erforderlich, um die Gelfestigkeit zu modifizieren, um beim Stabilisieren des Vorteilsmittels in dem Polymerhydrogelsystem zu helfen.
WO 95/12988 führt Suspensionen oder Dispersionen von gelierten und hydratisierten Biopolymerteilchen zur Verwendung in Nahrungs- oder Körperpflegeprodukten, um dem Produkt einen fettartigen Charakter zu verleihen, an. Dieses System ist kein Schergel, da der Teilchenbildung von trockenem Material bei einer Temperatur gleich oder oberhalb T(Gel) Hydratation der Teilchen bei einer Temperatur unterhalb der T(Gel) folgt, wobei der Begriff „T(Gel)" die Temperatur bedeutet, bei der nach Kühlen eine wässrige Lösung des betreffenden Biopolymers sich zu einem Gel verfestigt.
WO 99/51193 offenbart Haarbehandlungszusammensetzungen, die eine erste (Schergel) Phase und eine zweite (suspendierte) Phase umfassen. Die zweite (suspendierte) Phase ist in der Schergelphase suspendiert, d.h. zwischen den Gelteil chen in jedem Fluid, das zwischen den Teilchen vorliegt. Somit werden in diesem Dokument die Zusammensetzungen durch Bilden des Schergels als einen ersten Schritt und dann Zusetzen des Materials der zweiten (suspendierten) Phase als ein zweiter Schritt hergestellt. Es ist klar, dass unter diesen Bedingungen das Material der zweiten (suspendierten) Phase mit der äußeren Oberfläche der Gelteilchen assoziiert werden kann, jedoch dass die Gelteilchen nicht im Wesentlichen das Material der zweiten (suspendierten) Phase einkapseln werden.
WO 99/26585 beschreibt eine Waschzusammensetzung, die eine Emulsion von Silikontröpfchen enthält. Die Silikontröpfchen enthalten eine dispergierte Phase von festem teilchenförmigem Wirkstoff, wie beispielsweise Zinkpyridinthion (ZPTO). Die Silikonphase ist eine flüssige Phase eher als eine Gelphase.
EP-A-0630580 lehrt Öl-beschichtete Gellanmikroteilchen für die Verwendung in Nahrungsmitteln als Fettersatzmittel. Die Mikroteilchen können zum Einkapseln von Arzneistoffen, Mikroorganismen oder Enzymen verwendet werden. Jedoch gibt es in diesem Dokument keine Offenbarung, wie solche Einkapselungsmikroteilchen gebildet werden können, die von Wachs durch Ausdehnen einer fluiden gelierbaren Zusammensetzung, die das durch eine hohle Nadel oder feine Öffnung einzukapselnde Material enthält. Das erhaltene Produkt ist kein Schergel.
WO 98/11877 beschreibt die Bildung eines durch Sprühtrocknen von Gel-eingekapselten Liposomen hergestellten trockenen Pulvers. Das Produkt des Verfahrens sind keine diskreten mikroeingekapselten Teilchen, sondern eine homogene Masse.
WO 98/5000 betrifft zerstoßbare Gelkugeln, die aus einem Agarkomplex als freigesetzte Träger für die örtliche Freisetzung von biologischen oder kosmetischen Wirkstoffen gebildet werden.
EP-A-0590538 beschreibt Haarbehandlungszusammensetzungen, worin Haarbehandlungsverbindungen in einem Schalenmaterial beinhaltet sind.
US-5089269 lehrt eine kosmetische Zusammensetzung, die eine hydrophobe Komponente umhüllende Mikrokapseln umfasst. Die Mikrokapseln sind aus einem mit Wasser gequollenen Gelatinefilm zusammengesetzt.
US-5641480 offenbart Haarpflegezusammensetzungen, die Heteroatom enthaltende Alkylaldonamidverbindungen und haarkonditionierende Mittel enthalten.
Die vorliegende Erfindung stellt Gelzusammensetzungen bereit, die eine Phase umfassen, die in den Gelteilchen eingeschlossen ist.
Der Einschluss von Wirksubstanzen in den Gelteilchen kann die Substanz veranlassen, eine erhöhte Freisetzung an der Wirkstelle aufzuweisen, beispielsweise gesteuerte Freisetzung und/oder selektivere Abgabe. Auch die eingeschlossene Phase hat eine verminderte Tendenz, sich aus der Zusammensetzung abzutrennen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung bereit, die eine verdickte Fluidform aufweist, umfassend:

(i) eine erste (Schergel) Phase, umfassend mindestens ein Polymer, das ein Gel bilden kann, wobei das Polymer in der Zusammensetzung als ein Schergel (d.h. eine Vielzahl von getrennten Gelteilchen, die durch Unterziehen des Polymers einer Scherwirkung, während Gelbildung stattfindet, gebildet wurden) vorliegt, und
(ii) eine zweite (eingeschlossene) Phase, die in Form von Teilchen oder Tröpfchen vorliegt, umfassend ein Haarvorteilsmittel, wobei mindestens einige der Teilchen oder Tröpfchen in mindestens einem Teil der Gelteilchen der ersten (Schergel) Phase eingeschlossen sind.

In einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bereit, das Bilden einer wässrigen Lösung des Polymers, Vermischen der Lösung mit Teilchen oder Tröpfchen von einem oder mehreren Haarvorteilsmitteln, die im Wesentlichen in der wässrigen Lösung unlösbar oder im Wesentlichen mit der wässrigen Lösung nicht mischbar sind, und Kühlen der Lösung auf eine Temperatur unterhalb der Gelbildungstemperatur, während Scherwirkung angewendet wird, umfasst.
In einem dritten Aspekt stellt die Erfindung die Verwendung von Gelteilchen in einem Schergel als eine Matrix zur gesteuerten Freisetzung und/oder Abgabe einer Substanz, die in die Matrix eingekapselt ist, in einer Haarbehandlungszusammensetzung bereit.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
ERSTE (SCHERGEL) PHASE
In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck „verdicktes Fluid" verwendet, um eine Zusammensetzung mit einer Viskosität größer als jene von Wasser zu bedeuten.
Damit die Gelteilchen in Gegenwart von Tensid (welches normalerweise in den erfindungsgemäßen Haarbehandlungszusammensetzungen vorliegt) stabil bleiben, ist es im Allgemeinen erwünscht, dass das Polymer keine mehrwertigen Kationen erfordert, um die Vorstufenmolekülstrukturen zu bilden, die anschließend zur intermolekularen Assoziation in der Lage sind, unter Bildung eines Gelnetzwerks. Folglich ist es erwünscht, dass das Polymer ein Gel durch ein anderes Verfahren bilden kann, beispielsweise durch Auflösen einer ausreichenden Konzentration in heißem destilliertem oder entmineralisiertem Wasser und Erlauben desselben zum Abkühlen auf eine Temperatur, die ausreichend niedrig ist, um Gelbildung zu erlauben (beispielsweise eine Umgebungstemperatur von etwa 20°C). Andere Verfahren zur Gelbildung schließen beispiels weise pH-Wert-Veränderungen (zum Beispiel für die Bildung von kalt gehärteten Molkegelen) ein.
Polymere, die von mehrwertigen Kationen zum Gelieren abhängig sind (beispielsweise Alginat und Gellangummi), können zur Herstellung von Gelteilchen angewendet werden und in Haarbehandlungszusammensetzungen verwendet werden, solange sie gegen das Tensid stabilisiert sind (beispielsweise durch Verwenden von zum Beispiel einer Schutzstruktur, wie Amylose, um oder innerhalb des Gels). Alternativ können Vernetzungsmittel verwendet werden, um Proteine und Polysaccharide gegen den zerbrechenden Effekt von Tensiden von Gelstruktur zu stabilisieren.
Die diese Erfindung ausmachende Zusammensetzungen können mit Viskositäten hergestellt werden, die einen breiten Bereich umfassen. In einem Extrem können die Zusammensetzungen frei beweglich sein, selbst ausgleichend und gießfähig sein, obschon sie dicker als Wasser sind. Andererseits können sie als viskose Flüssigkeiten hergestellt werden, die aus einem zusammendrückbaren Behälter gequetscht werden können und die dennoch zum Gießen, ausgenommen sehr langsamem, zu viskos sind.
Sie sind scherentzähend, was eine nützliche Eigenschaft in Haarbehandlungszusammensetzungen, wie Shampoos und Konditionierern, sein kann, weil der Anwender das Produkt als dick und viskos wahrnehmen kann und dennoch als leicht aufzutragen findet. Ein Vorteil von viskosen Schergelen ist, dass sie gut im Beibehalten der Form sind, die herausgequetscht werden kann, und so durch Verfahren, die von einfachem Gießen verschieden sind, wie aus biegsamen oder verformbaren Quetschtuben, dosiert werden können.
Wenn die Zusammensetzungen auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperaturen erhitzt werden, werden die einzelnen Gelteilchen schmelzen und werden sich nicht als getrennte Teilchen beim ruhigen Abkühlen trennen, sondern dies wird kein Problem der gewöhnlichen Anwendung sein, weil reversible Gele im Allgemeinen Schmelztemperaturen deutlich oberhalb Normaltemperaturen (beispielsweise 20°C) aufweisen (Irreversible Gele sind per Definition temperaturstabil und schließen Molkegele ein.)
Die Viskosität von diese Erfindung ausmachenden Zusammensetzungen kann unter Verwendung der gleichen Techniken wie zum Messen der Viskositäten von anderen verdickten flüssigen Zusammensetzungen gemessen werden. Eine geeignete Apparatur ist das Haake Rotoviscosimeter^TM, eine weitere ist das Carri-Med CSL 500^TM-Viskosimeter.
Viele Zusammensetzungen von dieser Erfindung werden eine Viskosität in einem Bereich von 0,1 Pa/s bis 1000 Pa/s bei einer Scherrate von 10 s^–1 gemessen bei 20°C zeigen.
Typischerweise werden die Gelteilchen in der Schergelphase eine mittlere Größe (d.h. maximale Abmessung) im Bereich von 1 μm bis 1000 μm, bevorzugter 5 μm bis 100 μm, und besonders bevorzugt 10 bis 80 μm aufweisen, obwohl Teilchen mit Größen, die außerhalb dieses Bereichs fallen, auch in der Schergelphase vorliegen können.
Ein Herstellungsweg für Scherwirkung ausgesetzte Gelteilchen, die für diese Erfindung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich sind, beginnt mit der Bereitstellung einer wässrigen Lösung des Polymers bei einer Temperatur oberhalb der Gelschmelztemperatur (und wahrscheinlich auch oberhalb seiner Ordnungs- oder Unordnungs-Übergangstemperatur), Vermischen der Lösung mit Teilchen oder Tröpfchen von einem oder mehreren Haarvorteilsmitteln, die im Wesentlichen unlöslich sind in oder mit der wässrigen Lösung nicht mischbar sind, dann Kühlen der Lösung auf eine Temperatur unterhalb der Gelhärtungstemperatur unter Anwenden von Scherwirkung auf die Zusammensetzung. Im Allgemeinen wird die Lösung Scherwirkung unterzogen unter Kühlen von beispielsweise 10°C höher als der Gelschmelztemperatur bis beispielsweise 10°C bis 20°C unterhalb jener der Gelbildungstemperatur.
In einem kleinen Maßstab kann diese Herstellung unter Verwendung eines Becherglases und eines mechanischen Rührers ausgeführt werden unter Bereitstellung von heftigem Rühren, während der Inhalt des Becherglases abkühlen lassen wird.
Wir bevorzugen, die Herstellung unter Verwendung eines aufgerauten Oberflächenwärmetauschers (Kratzwärmetauscher) auszuführen. Dieser kann so ausgestattet sein, dass er unter einem Teilvakuum zur Verminderung der Einarbeitung von Luftblasen in die Zusammensetzung, wenn Gelbildung betrieben wird.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Gelteilchen ist es, einen „gerührten Topf" anzuwenden, wo die Lösung in einer ummantelten Schervorrichtung, die mit einem Thermometer ausgestattet ist, schockgekühlt wird.
Alternativ kann das Schergel durch Bereitstellen von Kühlen mithilfe des Durchleitens der Lösung und Additive durch einen Plattenwärmetauscher gebildet werden. Plattenwärmetauscher sind gut bekannte Anlagen, die von Firmen, wie Alfa Laval und APV, vermarktet werden. In dieser Vorrichtung wird die Lösung in ein Schergel, wie es durch Kanäle des Plattenwärmetauschers gelangt, übertragen. Die Scherwirkung wird auf die Lösung aufgrund des Flusses durch die Kanäle anstatt durch einen Rotor, wie in den vorher in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren, überführt. Die Herstellung von Schergelen unter Anwendung eines Plattenwärmetauschers kann in einem Rezirkulationsmodus oder in einem einzelnen Durchgangsmodus stattfinden. Bei dem Rezirkulationsmodus wird die Lösung durch den Boden eines gerührten Chargengefäßes in den Plattenwärmetauscher und dann in den gerührten Behälter zurück gepumpt. Dieser Vorgang ist beendet, wenn die Temperatur der gesamten Charge den gewünschten Wert unterhalb des Gelierungspunkts der Polymerlösung erreicht hat. In dem einzelnen Durchgangsmodus wird die Lösung die gewünschte Temperatur nach Verlassen des Wärmetauschers erreichen. Der Plattenwärmetauscher kann im Gleichstrom- oder Gegenstrommodus bezüglich der Fließrichtung des Kühlmediums arbeiten. Durch Installation von geeigneten Verteilern kann der Tauscher in Einzeldurchgangs- oder Mehrfachdurchgangskonfiguration in Ab hängigkeit von der für die einzelne Anwendung erforderlichen Wärmeübertragungsleistung arbeiten.
Weiterhin kann der Plattenwärmetauscher in Reihe mit einer dynamischen Inline-Mischvorrichtung, wie einem Silverson- oder Dispax-Mischer, arbeiten. Diese Vorrichtung hat die Fähigkeit, die in dem gerührten Gefäß, aufgerauten Oberflächenwärmetauscher oder Plattenwärmetauscher gebildeten Schergelteilchen zusammenzubrechen. Somit stellt der dynamische Inlinemischer etwas Steuerung für die Gelteilchengröße bereit.
Wir haben gefunden, dass für viele Polymere Gelbildung durch das Vorliegen von Tensid (welches normalerweise eine Komponente von Haarbehandlungszusammensetzungen ist) inhibiert wird, und dennoch Gelteilchen, die bereits gebildet wurden, stabil bleiben, wenn anschließend Tensid zugegeben wird.
Wenn deshalb die fertige Zusammensetzung ein Tensid enthält, wird es im Allgemeinen erwünscht sein, die Gelteilchen durch Kühlen einer wässrigen Lösung des gelbildenden Polymers in deutlicher Abwesenheit von Tensid zu bilden und dann anschließend Tensid zuzusetzen. Ein alternativer Versuch ist es, Tensid in die wässrige Zusammensetzung vor dem Schritt des Kühlens und der Scherwirkung einzuarbeiten, jedoch ist dies nicht für alle gelbildenden Polymere möglich.
Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren ein Verfahren zum Herstellen einer Zusammensetzung einbeziehen, umfassend ein Tensid (wie in einer Körperwasch- oder Haarbehandlungszusammensetzung), wie vorstehend angegeben, das das Bilden einer heißen (beispielsweise 40°C bis 100°C) beweglichen wässrigen Lösung des Polymers, Mischen der Lösung mit Teilchen oder Tröpfchen von einer oder mehreren Substanzen, die im Wesentlichen darin unlöslich oder mit der wässrigen Lösung unmischbar sind, Kühlen der Lösung über seine Geltemperatur hinweg, Unterziehen derselben Scherwirkung während oder nach Kühlen und Einarbeiten von Tensid möglicherweise bevor, je doch vorzugsweise nach Kühlen, durch die Geltemperatur beinhalten.
Ein aufgerauter Oberflächenwärmetauscher im Labormaßstab, den wir erfolgreich angewendet haben, ist der ESCO Labor^TM-Mischer, erhältlich von ESCO Labor, CH-4125 Reihen, Deutschland.
Aufgeraute Oberflächenwärmetauscher (A-Units), Homogenisatoren und temperaturgesteuerte Pin-Mischer bzw. Nadelmischer oder Stiftmischer (C-Units) werden in der kommerziellen Produktion von Margarine und anderen streichbaren Nahrungsmitteln verwendet, und eine solche Apparatur kann zur Herstellung von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einem größeren Maßstab verwendet werden. Eine Erörterung von solchen Wärmetauschern wird von Harrod in Journal of Food Process Engineering 9 (1986), Seiten 1–62, angegeben. Die Hersteller von solcher Apparatur schließen Armfield Ltd., Ringwood, Hampshire, England, Contherm Corporation, die eine Abteilung der Alfa-Laval Group, USA, ist, und APV Projects (Crepaco) Ltd., Crawley, West Sussex, England, ein.
Eine alternative ummantelte Schervorrichtung, die erfolgreich zur Herstellung von erfindungsgemäßen Schergelen verwendet wurde, ist der gerührte Topf (erläutert in 1b), der unter Verwendung eines Tricool-Kühlsystems, bezogen von Tricool Engineering Limited, Solent House, 14 Barnes Wallis Road, Segensworth East, Fareham, Hampshire, PO5 5TT, gekühlt wird.
Nach der Bildung der Gelteilchen kann die Zugabe von Tensid oder anderen Bestandteilen geeigneterweise als ein flüssiges Konzentrat unter Verwendung einer herkömmlichen Mischapparatur, die bei niedriger Scherwirkung arbeitet, ausgeführt werden. Ein Mischvorgang sollte erlaubt werden, um die Zusammensetzung ausreichend zu erhitzen, um das Schmelzen der Gelteilchen zu verursachen. Falls erforderlich, sollte eine Gelteilchen enthaltende Zusammensetzung vor und/oder während des anschließenden Mischvorgangs gekühlt werden.
Ein Weg zum Herstellen eines Proteinschergels wird beispielsweise durch das Verfahren von kalt gehärteter Molkegelierung erläutert. Kalt gehärtete Gele werden durch ein Zweischrittverfahren hergestellt, wobei der erste Schritt das Erhitzen des Proteins unter Bedingungen beinhaltet, wo es nicht geliert, sondern lösliche lineare Proteinaggregate in Nanogrößen erzeugt. Dies bedeutet gewöhnlich bei hohem oder niedrigem pH-Wert und in Abwesenheit von Salz. Die Aggregate werden am Aggregieren durch elektrostatische Repulsion gehindert. Diese Aggregate werden dann durch Ändern der Lösungsbedingungen zu Gel induziert, um diese Repulsion zu entfernen. Dies wird durch Zusetzen von Salz erreicht, um die Ladung oder Veränderung des pH-Werts abzuschirmen.
Um ein Molkeschergel herzustellen, wird dieses Zweischrittverfahren auch ausgeführt, jedoch der zweite Gelierungsschritt wird unter Scherwirkung ausgeführt. Diese Scherwirkung könnte in einer Vielzahl von Verfahren, beispielsweise in einem „gerührten Topf" oder einem aufgerauten Oberflächenwärmetauscher, wie früher beschrieben, hergestellt werden. Um einen Bestandteil innerhalb der Molketeilchen einzufangen, kann er zu der Molkelösung vor dem anfänglichen Erhitzungsschritt oder nach dem Erhitzungsschritt und vor der Gelierung unter Scherwirkung gegeben werden. Diese Zugabe wird durch Mischen der Lösung mit Teilchen oder Tröpfchen von einer oder mehreren Substanzen erreicht, die im Wesentlichen darin unlöslich oder mit der wässrigen Lösung unmischbar sind. Die Gelierung wird gewöhnlich durch eine Änderung des pH-Werts, beispielsweise durch Ändern der Lösung von pH 7 auf zwischen pH 3,5 und 6, eingeleitet. Vorzugsweise kann diese Veränderung durch Zusetzen von Säure direkt zu der Molke, während sie unter Scherwirkung steht, oder durch Zusetzen eines langsamen Ansäuerers, beispielsweise GDL (Glukono-δ-lacton), was den pH-Wert langsam verändern wird, während die Probe Scherwirkung ausgesetzt wird, erreicht werden.
Materialien und Verfahren, die in dieser Erfindung verwendbar sind, werden nun unter Bezugnehmen auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, worin:
1a ein Querschnitt eines für das Herstellen von Schergelteilchen auf einer Chargenbasis verwendbaren Labormischers ist,
1b einen Querschnitt eines zur Herstellung von Schergelteilchen auf Chargenbasis verwendbaren alternativen Mischers zeigt.
2 schematisch eine Apparatur zur kontinuierlichen Herstellung erläutert;
3 Zinkpyridinthion(ZnPTO)teilchen, die innerhalb von Scherwirkung ausgesetzten Agargelteilchen eingeschlossen sind, zeigt;
4 Anteile von ZnPTO-Abscheidung auf einer erfindungsgemäßen Haarbehandlungszusammensetzung, verglichen mit Zusammensetzungen des Standes der Technik und Zusammensetzungen, wo das ZnPTO nicht tatsächlich innerhalb der verschiedenen Scherwirkung ausgesetzten Gele eingeschlossen ist, jedoch frei unter den Scherwirkung ausgesetzten Agar-Gelteilchen vorliegt, erläutert, und
5 und 6 Bilder von niedriger bzw. hoher Vergrößerung von Scherwirkung ausgesetzten Agargelteilchen sind, die Silikonöltröpfchen enthalten.
7 Silikonöl, eingeschlossen in einem starker Scherwirkung ausgesetzten Agar-Gel niederer Gelfestigkeit, zeigt.
8 ZnPTO (1%), eingeschlossen innerhalb Scherwirkung ausgesetzten K-Carrageenan (0,5%)-Gelteilchen, zeigt.
9 Silikonöl (0,5% aktiv, DC2-1669), eingeschlossen innerhalb K-Carrageenan (0,5%)-Scherwirkung ausgesetzten Gelteilchen, zeigt.
10 eine Mikrovotatorleitung zur Herstellung von kalt gehärteten Scherwirkung ausgesetzten Molke-Gelteilchen erläutert.
Die in 1a gezeigte Apparatur kann ein TK-AEI-Homomischer sein. Er hat ein Behältnis 10 mit inneren und äußeren Wänden, die beabstandet sind, um einem Kühlmittel zu erlauben, durch den Raum zwischen ihnen zu zirkulieren. Das Gefäß hat einen oberen Verschluss 12. Rotor 14 innerhalb des Gefäßes ist durch den oberen Verschluss 12 ausgedehnt und mit einem Antriebsmotor 16 verbunden. Der Rotor 14 umgibt den zentralen fixierten Stator 18. Prallbleche 20, 22 erstrecken sich weg von Rotor 14 bzw. Stator 18. Homogenisator 23 ist angeordnet an einem Ende von Stator 18. Wenn Rotor 14 umgedreht wird, wird die Flüssigkeit innerhalb Gefäß 10 Scheren durch Bewegung von Rotor 14 und seinen Prallblechen 20 bezüglich Stator 18 und seiner Prallbleche 22 unterzogen. Zusätzlich kratzt Platte 24 (vorzugsweise hergestellt aus Polytetrafluorethylen), die aus Rotor 14 herausragt, die innere Wand von Gefäß 10. Der obere Verschluss 12 schließt die Bereitstellung bei 26 zur Verbindung zu einer Vakuumpumpe ein. Enge Gasverschlüsse werden zwischen dem Rotor 14 und dem oberen Verschluss 12 bereitgestellt. Folglich kann Vakuum auf das Innere des Gefäßes 10 durch die Verbindung 26 angewendet werden. Wasser fließt am Einlass 28 ein und aus Ausgang 30 heraus.
Um die erfindungsgemäße Zusammensetzung unter Verwendung dieser Apparatur herzustellen, wird eine wässrige Lösung des Polymers, auf oberhalb seiner Geltemperatur erhitzt und enthaltend Teilchen oder Tröpfchen des die zweite (eingeschlossene) Phase der Zusammensetzung bildenden Materials gleichförmig innerhalb der Lösung vermischt, in dem Gefäß angeordnet. Der obere Verschluss 12 wird dann an dem Gefäß angeordnet und der Inhalt des Gefäßes wird durch Zirkulation des Kühlmittels über Einlass 28 und Auslass 30 durch den Raum zwischen den Gefäßwänden gekühlt. Gleichzeitig wird der Rotor umgestellt und Vakuum wird auf die Verbindung 26 angewendet, um das Kühlen des Gefäßinhalts unter Bedingungen von Scheren stattfinden zu lassen, während Saugen durch den Luftauslass 26 die Bildung von Gasblasen verhindert.
Folglich wird, da der Inhalt des Gefäßes unterhalb des Gelpunkts kühlt, eine Vielzahl von kleinen Gelteilchen gebildet. Ist der Inhalt des Gefäßes einmal unter die Geltemperatur gekühlt und haben sich diese Teilchen gebildet, kann Tensid mit dem Inhalt des Gefäßes entweder durch Entfernen des oberen Verschlusses und Zusetzen von flüssigem Konzentrat des Tensids zu dem Gefäß 10 oder durch Überführen des Inhalts von Gefäß 10 und auch dem Tensid zu einem gesonderten Mischer vermischt werden.
1b zeigt einen gerührten Topf, der in einem alternativen Verfahren verwendet werden kann, durch das Schergele hergestellt werden können. Er hat eine enthaltene Zelle 5 (beispielsweise aus Glas) (beispielsweise 300 ml Volumen), das von einem Temperaturmantel 7 umgeben ist, durch den Wasser von 6 bis 3 fließt. Ein Paddelrührer 2 innerhalb des Gefäßes erstreckt sich durch den verschlossenen Deckel 9 und ist mit einem Antriebsmotor 1 verbunden. Prallbleche 8 (beispielsweise aus oder beschichtet mit Teflon^TM) erstrecken sich von dem Paddelrührer. Eine Temperatursonde 9a misst die Temperatur des Gemisches 4.
2 erläutert eine bevorzugte Form der Apparatur, die aus verschiedenen einzelnen Stücken der mit Rohrwerk verbunden Ausrüstung besteht.
Eine heiße wässrige Lösung des Polymers wird hergestellt und in einem Zuführungsgefäß T1 gehalten. Sie wird daraus durch eine geeignete Pumpe P1 zu einem aufgerauten Oberflächenwärmetauscher A1 abgegeben, der in Form eines Zylinders vorliegt, durch den die Polymerlösung fließt und der von einem Kühlmantel umgeben ist. Innerhalb dieses Wärmetauschers ist eine Welle mit großem Durchmesser, die mit Kratzblättern ausgestattet ist, angeordnet, welche federbelastet sind, um sie gegen die Innenoberfläche der zylindrischen Gefäßwand zu halten. Rotation von dieser mittigen Welle durch einen Motor wendet Scherwirkung auf die Polymerlösung an, wenn sie durch den Wärmetauscher A1 gelangt.
Wenn die Polymerlösung durch den Wärmetauscher A1 gelangt, wird er auf unterhalb seiner Geltemperatur unter Scherwirkungsbedingungen gekühlt, und dies führt zur Bildung von Gelteilchen in einer kontinuierlichen wässrigen Phase. Die erhaltene Zusammensetzung gelangt aus einem Wärmetauscher A1 zu einem zweiten Wärmetauscher A2, der ähnlich ist, ausgenommen, dass er bei einer niedrigeren Geschwindigkeit arbeitet. Dies wird angewendet, um die Zusammensetzung weiterzukühlen. Die Zusammensetzung fließt dann zu einem Mischer C, der wie die Einheiten A1 und A2 eine Wärmeaustauschfunktion ausübt. Jedoch innerhalb dieser C-Einheit gibt es stationäre Prallbleche, die einwärts aus den Wärmetauscherwänden und einem zentral betriebenen Motor ragen, eine Welle mit kleinem Durchmesser, die weitere Prallbleche trägt, die zwischen den stationären Prallblechen der Zylinderwand herausragen. Es gibt keine Kratzer in dieser Vorrichtung. Hier wird die Zusammensetzung mit Tensidlösung, die aus dem Zuführgefäß T2 mithilfe einer geeigneten Pumpe P2 abgegeben wird, vermischt. Das den Hochgeschwindigkeitsmischer C verlassende Gemisch ist eine Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie kann zum Kühlen derselben mittels Durchleitung durch einen weiteren aufgerauten Oberflächenwärmetauscher A3, der bei niedriger Geschwindigkeit arbeitet, bevor die Zusammensetzung als fertiges Produkt oder verpackt in Behältern abgegeben wird, geeignet sein.
Die Pumpen P1 und P2 können zweckmäßigerweise als getrennte Kanäle einer Proportionalkolbenpumpe bereitgestellt werden, was ein geeigneter Weg ist, um zu sichern, dass konstante Proportionen aus jedem der Behälter T1, T2 abgegeben werden.
Die Mischapparatur, Pumpen und aufgeraute Oberflächenwärmetauscher, die in der wie vorstehenden Apparatur verwendet werden, können Arten sein, die üblicherweise bei der Herstellung von Margarine und anderen Aufstrichen verwendet werden. Ein weiterer Name für die Kombination von aufgerauten Oberflächenwärmetauschern und Mischvorrichtungen, die den Durchfluss des Materials bereitstellen, ist ein „Votator". Diese Apparaturstücke können in einem Bereich von Größen hergestellt werden, die sich von kleinen Einheiten erstrecken, welche an einen Labortisch bis zur Herstellungsanlage im großen Maßstab angepasst sein können. Die Hersteller solcher Apparatur schließen Armfield Ltd., Contherm Corporation und APV Projects (Crepaco) Ltd, vorstehend erwähnt, ein.
Andere Anlagenaufbauten, die das wesentliche Erfordernis von kühlenden Polymerlösungen durch deren Gelierungsverfahren unter Anwenden deutlicher Scherkräfte zu dem gesamten Fluid erfüllen können, wären auch denkbar und fallen in den Umfang des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Polymerarten
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten ein Polymer, das ein Gel bilden kann. Es ist erwünscht, dass das Polymer ein Gel ohne erforderliches vorliegendes Metallsalz bilden kann. (Polymere, die ionische Spezies als Voraussetzung zur Gelbildung vorliegen haben müssen, sind anfällig, durch Tensid destabilisiert zu werden, auch wenn als Schergelteilchen gebildet.) Im Allgemeinen bedeutet dies, dass ein solches Polymer, gelöst in entmineralisiertem Wasser, bei einer Konzentration zwischen 0,04 und 10 Gew.-% ein Gel beim Kühlen der Lösung ohne Bewegen von einer erhöhten Temperatur von beispielsweise rund der Auflösungstemperatur bis 10 bis 20°C unterhalb der Gelbildungstemperatur (beispielsweise 20°C bis 90°C für 24 Stunden) bilden wird.
In diesem Gelbildungstest kann ein Polymer ein Gel bei jeder Konzentration in dem Bereich von 0,04% bis 10 Gew.-% bilden oder nicht. Mit einigen Polymeren können Konzentrationen so hoch wie 10 Gew.-% nicht erreichbar sein. Einige Polymere können Gele ohne Stehen für nur 24 Stunden bilden.
Das Polymer wird vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polysaccariden, Proteinen und Gemischen davon. Bevorzugter ist das Polymer ausgewählt aus Carragee nan, Furcellaran, Pektin, Alginat, Agar, Gellan, Glucomannanen (beispielsweise Konjac), Galactomannanen (beispielsweise Johannesbrotbaumgummi, Guar), Xanthan, modifizierten Zellulosen, Glucanen (beispielsweise Stärken, Curdlan), Gelatine, Molkeprotein und Gemischen davon; besonders bevorzugt Agar, Carrageenan oder Molkeprotein.
Das Polymer, das ein Gel bilden kann, wird gewöhnlich ein oder mehrere Polysaccharide (beispielsweise natürlich abgeleitet) sein.
Ein Polysaccharid, das angewendet werden kann, ist Agar, welches natürlich zur Verwendung als ein Wachstumsmedium für Mikroorganismen in vitro gut bekannt ist.
Agarose ist ein lineares Polysaccharid, grundsätzlich hergestellt aus β-1,3-Galactose-Resten, alternierend mit α-1,4-Galactose-Resten. Die Letzteren liegen als das 3,6-Annydrid vor und sind das L-Enantiomer.
Agaropektin hat gleichfalls β-1,3-Galactose-Reste, alternierend mit α-1,4-Galactose-Resten, schließt jedoch Sulfat-, Pyruvat- und/oder Glucuronsäure-Reste ein.
Der Begriff Agar deckt eine Familie von Polymeren, die Agarose und/oder Agaropektin enthalten, d.h. Polymere mit einer Gerüststruktur, die alternierend 1,3-D-Galactose- und 1,4-L-Galactose-Reste enthält, ab.
Agar wird aus bestimmten Spezies von rotem Seegras, hauptsächlich in Japan, extrahiert. Eine Beschreibung von Agar wird von Tetsujiro Matsuhashi wie Kapitel 1 in „Food Gels", herausgegeben von Peter Harris, Elsevier, 1990, angegeben.
Eine weitere Kategorie von Polysaccharid, die angewendet werden kann, ist die Kappa-Carrageenane. Carrageenane sind eine Klasse von Polysacchariden, die in etwas anderer roter Seegrasspezies vorkommt. Sie sind lineare Polysaccharide, die aus alternierenden β-1,3- und α-1,4-gebundenen Galactose-Resten aufgebaut sind. Die 1,4-gebundenen Reste sind das D-Enantiomer und manchmal kommen sie als das 3,6-Anhydrid vor. Viele von den Galactose-Resten sind sulfatiert.
Eine Vielzahl von Carrageenanstrukturen wurde beschrieben und kommerzielle Materialien sind erhältlich, die sich den idealen Strukturen annähern. Jedoch Variationen zwischen diesen Strukturen treten in Abhängigkeit von der Carrageenanquelle und Behandlung derselben nach Extraktion auf.
Eine Beschreibung von verschiedenen Carrageenanarten wird in „Carrageenans" von Norman F. Stanley gegeben, welche Kapitel von dem vorstehend erwähnten „Food Gels" ist.
Kappa-Carrageenan ist an dem 1,3-gebundenen Galactose-Rest sulfatiert, jedoch nicht an den 1,4-gebundenen Resten. Jota-Carrageenan ist an beiden Resten sulfatiert. Lambda-Carrageenan hat zwei Sulfatgruppen an den 1,4-gebundenen Resten und eine Sulfatgruppe an 70% der 1,3-gebundenen Reste.
Andere Arten von Carrageenan können in Gemischen mit Kappa verwendet werden. Wässrige Lösungen von Jota-Carrageenan liegen als reversible Gele vor, jedoch treten diese als selbstheilend auf. Jota-Carrageenan kann verwendet werden, um Zusammensetzungen gemäß dieser Erfindung zu bilden, jedoch werden die Zusammensetzungen während der Lagerung aufgrund der Selbstheilungseigenschaft von Jota-Carrageenangelen klumpig und so ist es für diese Erfindung erwünscht, Kappa-Carrageenan oder Gemische von Kappa und Jota zu verwenden.
Lambda-Carrageenan bildet selbst in wässriger Lösung keine Gele, weil seine höhere Ladungsdichte die Assoziation zwischen Molekülen und folglich das Strukturieren in Flüssigkeiten inhibiert. Jedoch kann etwas Lambda-Carrageenan in Gemische mit Kappa eingeschlossen sein oder kann als eine Verunreinigung in kommerziellen Zuführungen von Kappa- oder Jota-Carrageenan vorliegen.
Wenn Lambda-Carrageenan in ein Gemisch von Carrageenanen eingeschlossen ist, kann das Gemisch eine Vielzahl (mehr als eine Hälfte des Polysaccharids) von Kappa- oder Kappa- und Jota-Carrageenan mit einem geringen Anteil von Lambda-Carrageenan enthalten.
Ein weiteres Polymer, das angewendet werden kann, ist Furcellaran. Furcellaran ist ähnlich zu Kappa-Carrageenan, ist jedoch nur teilweise an den 1,3-gebundenen Galactose-Resten sulfatiert.
Ein Polymer bakteriellen Ursprungs, das verwendet werden kann, ist Gellan. Es ist das Polymer einer wiederkehrenden Tetrasaccharideinheit, enthaltend Glukose-, Glukuronsäure- und Mannose-Reste. Es gibt etwas Substitution mit Acylgruppen, jedoch werden diese häufig während der Herstellung entfernt unter Gewinnung von Niedrigacylgellan. Gellane sind der Gegenstand von Kapitel 6 von G. R. Saunderson in vorstehend erwähntem „Food Gels".
Eine weitere Möglichkeit ist es, ein so genanntes synergistisches Gel anzuwenden, das auf der Wechselwirkung der zwei Polymerarten beruht. Im Allgemeinen können diese aus einem Polysaccharid gebildet werden, das ein Glucomannan mit Sequenzen von Mannose-Resten in seiner Polymerkette ist, wie Johannisbrotbaumgummi oder Guargummi, und ein zweites Polymer, das Xanthan oder Carrageenan ist.
Eine weitere Möglichkeit ist es, Stärke, insbesondere Amylose, in Gemischen mit Polymeren anzuwenden, die von einem Metallsalz für ihre Gelierung abhängen.
Andere Polymere schließen Proteine, wie beispielsweise Gelatine oder Molkeproteingele, ein.
Es ist möglich, ein zusätzliches Verdickungsmittel, wie eine geringe Konzentration an Xanthangummi, Curdlan, modifizierten Stärken oder Zellulosen, zusätzlich zu den Gelteilchen in die Zusammensetzung einzuschließen. Dies kann möglicherweise zugesetzt werden, nachdem sich die Gelteilchen zusammen mit Tensid gebildet haben.
Polymere, die ein Gel bilden können, können 0,04 bis 10 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, häufig 0,1 bis 5 Gew.-%, ausmachen.
Im Allgemeinen wird die Viskosität einer Schergelzusammensetzung gemäß dieser Erfindung sich mit der Konzentration des darin enthaltenen Polymers erhöhen.
Die Viskosität wird auch durch die Größe und Form der Gelteilchen beeinflusst, die wiederum durch die angewendeten Bedingungen zum Anwenden von Scherwirkung während des Kühlens beeinflusst wird. Im Allgemeinen können Kombinationen von variablen Kühlraten und verschiedenen Rotorgeschwindigkeiten während der Scherwirkung die Optimierung der Teilchendispersionsglätte, Suspendiereigenschaften und Viskosität erlauben, möglicherweise weil die Gelteilchenformen zwischen kugelförmigen und filamentösen Formen variieren können.
Nichttensidelektrolyt
Obwohl es im Allgemeinen erwünscht ist, dass das Polymer ein Gel ohne Teilnahme von ionischen Spezies bilden können sollte, bilden einige Polymere, die ein Gel in destilliertem oder entmineralisiertem Wasser bilden können, trotzdem Gele größerer Viskosität, wenn etwas Elektrolyt vorliegt. Vorzugsweise wird die Viskosität von Kappa-Carrageenangeldispersionen durch das Vorliegen von Kaliumionen erhöht und die Viskosität von Agargeldispersionen wird in Gegenwart von Calciumionen erhöht. Folglich kann eine Polymerlösung, die unter Scherwirkung zur Bildung von Gelteilchen, wie für diese Erfindung erforderlich, gekühlt wird, Elektrolyt zum Erhöhen der Stärke der erhaltenen Gelteilchen einschließen. Die Menge an erforderlichem Elektrolyt kann ein kleiner Prozentsatz des Produkts, beispielsweise 1%, sein.
ZWEITE (EINGESCHLOSSENE) PHASE
Die eingeschlossene Phase in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann beliebiges Haarvorteilsmittel umfassen, was gewöhnlich erwünscht ist, in die Zusammensetzungen eingearbeitet zu werden. Vorzugsweise erfordert das Material der eingeschlossenen Phase einen gewissen Stabilisierungsgrad in der Zusammensetzung gegen Phasentrennung und Absetzen un ter normalen Lagerungsbedingungen oder Vorteile von Segregation weg von anderen Formulierungskomponenten oder Vorteile von verbesserter Abgabe, wenn eingeschlossen.
Die eingeschlossene Phase liegt in Form von Teilchen von unlöslichen Feststoffen oder Tröpfchen von nicht mischbaren Flüssigkeiten vor, wobei mindestens einige davon innerhalb der Gelteilchen eingeschlossen sind. Vorzugsweise werden mindestens 50 Gew.-%, bevorzugter mindestens 75 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% der unlöslichen Feststoffe oder nicht mischbaren Flüssigkeiten in der Zusammensetzung in den Gelteilchen eingeschlossen. Die Gelteilchen können im Durchschnitt ein Teilchen oder Tröpfchen der eingekapselten Phase oder vorzugsweise eine Vielzahl von Teilchen oder Tröpfchen enthalten. Teilchen oder Tröpfchen können auch mit der äußeren Oberfläche der Gelteilchen assoziiert sein, obwohl es wesentlich ist, dass mindestens ein Teil derselben innerhalb der Gelteilchen verbleibt.
Die Teilchen oder Tröpfchen der eingeschlossenen Phase haben vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße (d.h. deren maximale Abmessung) im Bereich von 0,002 μm bis 50 μm, vorzugsweise etwa 0,01 μm bis 10 μm, obwohl es wesentlich ist, dass die Teilchen oder Tröpfchen geringer in der Größe sind als die Gelteilchen der Schergelphase.
Die eingeschlossene Phase ist im Wesentlichen unlöslich in (im Fall der festen Teilchen) oder nicht mischbar mit (im Fall der flüssigen Tröpfchen) der einschließenden Gelphase und der wässrigen Lösung, aus der sie gebildet werden. Deshalb wird die eingeschlossene Phase typischerweise eine Löslichkeit in Wasser von weniger als etwa 0,05 g/l (vorzugsweise weniger als etwa 0,01 g/l) bei 20°C aufweisen.
Die Identität der eingeschlossenen Phase wird von der Beschaffenheit der einzelnen Zusammensetzung abhängen. Jedoch besteht die eingeschlossene Phase aus oder umfasst ein Haarvorteilsmittel. Der Begriff Haarvorteilsmittel schließt Materialien ein, die einen Vorteil für das Haar und/oder die Kopfhaut und/oder die Haut (vorzugsweise das Haar und/oder die Kopfhaut) bereitstellen, sowie jene Materialien, die vorteilhafterweise in Haarbehandlungsprodukte eingearbeitet werden (beispielsweise ästhetische Mittel). Haarvorteilsmittel schließen konditionierende Mittel und feste Wirkmittel, wie hierin anschließend definiert, ein.
DRITTE (SUSPENDIERTE) PHASE
Die erste (Schergel) Phase kann eine dritte (suspendierte) darin suspendierte Phase, wie in WO 99/51193 beschrieben, umfassen. Die dritte (suspendierte) Phase kann ausgewählt sein aus den gleichen anschließend für die zweite (eingeschlossene Phase) beschriebenen Materialien, und in jeder einzelnen Zusammensetzung kann das gleiche oder davon verschiedenes Material der zweiten (eingeschlossenen) Phase vorliegen.
PRODUKTZUSAMMENSETZUNGEN
Körperpflegezusammensetzungen
In einer Produktform kann die Zusammensetzung eine Körperwaschzusammensetzung sein. Typischerweise wird die Körperwaschzusammensetzung ein oder mehrere Tenside enthalten. Die eingeschlossene Phase in erfindungsgemäßen Körperwaschzusammensetzungen kann ein oder mehrere der konditionierenden Mittel, ästhetischen Mittel und festen Wirkstoffmittel, die nachstehend in Beziehung zu Haarbehandlungszusammensetzungen der Erfindung beschrieben werden, umfassen. Alternativ können andere feste und/oder flüssige aktive Materialien, die vorteilhafterweise auf die Haut aufgetragen werden, in die erfindungsgemäßen Körperwaschzusammensetzungen eingearbeitet werden.
Haarbehandlungszusammensetzungen
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Haarbehandlungszusammensetzungen und die eingeschlossene Phase und, falls vorliegend, die dritte suspendierte Phase ist ein Haarvorteilsmittel, ausgewählt aus einer oder mehreren der nachstehenden Materialklassen:
Konditionierende Mittel
Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „konditionierendes Mittel" beliebiges Material ein, das angewendet wird, um der Haut einen besonderen konditionierenden Vorteil dem Haar und/oder zu verbleiben. Beispielsweise sind in Zusammensetzungen zur Anwendung beim Waschen von Haar, wie Shampoos und Konditionierern, geeignete Materialien jene, die einen oder mehrere Vorteile bezüglich Schein, Weichheit, Kämmbarkeit, feuchten Handhabens, antistatischen Eigenschaften, Schutz gegen Schädigung, Fülle, Volumen, Stylbarkeit bzw. Frisierfähigkeit und Handhabbarkeit verleihen.
Bevorzugte konditionierende Mittel zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen emulgierte Silikone, die zum Verleihen von beispielsweise feucht und trocken konditionierenden Vorteilen für das Haar, wie Weichheit, glattes Anfühlen und leichte Kämmbarkeit, verwendet werden, ein.
Verschiedene Verfahren zur Herstellung von Emulsionen von Teilchen von Silikonen zur Verwendung in der Erfindung sind verfügbar und sind gut bekannt und auf dem Fachgebiet dokumentiert.
Die Viskosität des Silikons selbst (nicht der Emulsion oder der fertigen Waschzusammensetzung) liegt vorzugsweise im Bereich von 10000 cP bis 5 Millionen cP. Die Viskosität kann mithilfe eines Glaskapillarviskosimeters, wie weiterhin in Dow Corning Corporate Test Method CTM004, 20. Juli 1970 ausgewiesen, gemessen werden.
Geeignete Silikone schließen Polydiorganosiloxane, insbesondere Polydimethylsiloxane, die die Bezeichnung Dimethicon von Cosmetics & Toiletries formulatory Association (CTFA) aufweisen, ein. Ein Beispiel ist Dimethiconfluid mit einer Viskosität von bis zu 100000 Centistokes bei 25°C, welches von der General Electric Company als die Viscasil^TM- Reihen und von Dow Corning als die DC 200^TM-Reihen erhältlich ist.
Aminofunktionelle Silikone, die die CTFA-Bezeichnung Amodimethicon aufweisen, sind auch zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignet, als Polydimethylsiloxane mit Hydroxylendgruppen, die die CTFA-Bezeichnung Dimethiconol aufweisen.
Auch geeignet sind Silikongummen. „Silikongummi" bedeutet Polydiorganosiloxane mit einem Molekulargewicht von 200000 bis 1000000 und spezielle Beispiele schließen Dimethicongummen, Dimethiconolgummen, Polydimethylsiloxan/Diphenyl/Methylvinylsiloxan-Copolymere, Polydimethylsiloxan/Methylvinylsiloxan-Copolymere und Gemische davon ein. Beispiele schließen jene Materialien, die in US-Patent-Nr. 4152416 (Spitzer) und von General Electric Silicone Rubber Produkt-Data-Sheet SE 30, SE 33, SE 54 und SE 76 beschrieben werden, ein.
Auch geeignet zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Silikongummen mit einem leichten Vernetzungsgrad, wie beispielsweise in WO 96/31188 beschrieben. Diese Materialien können Fülle, Volumen und Stylbarkeit dem Haar sowie gutes Feucht- und Trockenkonditionieren verleihen.
Bevorzugte emulgierte Silikone zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben eine mittlere Silikonteilchengröße in der Zusammensetzung von weniger als 100, vorzugsweise weniger als 30, bevorzugter weniger als 20 μm, besonders bevorzugt weniger als 10 μm.
Die Teilchengröße kann mithilfe von Laserlichtstreutechnik unter Verwendung eines 2600D Particle Sizers von Malvern Instruments gemessen werden.
Geeignete Silikonemulsionen zur Verwendung in der Erfindung sind in einer voremulgierten Form kommerziell erhältlich. Dies ist insbesondere bevorzugt, da die vorgebildete Emulsion in die Waschzusammensetzung durch einfaches Vermischen eingearbeitet werden kann.
Beispiele für geeignete vorgebildete Emulsionen schließen Emulsionen DC2-1766 und DC2-1784, erhältlich von Dow Corning, ein. Diese sind Emulsionen von Dimethiconol. Vernetzte Silikongummen sind auch in einer voremulgierten Form erhältlich, die zur leichten Formulierung vorteilhaft ist. Ein bevorzugtes Beispiel ist das von Dow Corning als DC X2-1787 erhältliche Material, das eine Emulsion von vernetztem Dimethiconolgummi ist.
Die Menge an in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eingearbeitetem Silikon hängt von dem Anteil, der zu Konditionieren erwünscht ist, und von dem verwendeten Material ab. Eine bevorzugte Menge ist 0,01 bis etwa 10 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung, obwohl diese Grenzen nicht absolut sind. Die untere Grenze wird durch das minimale Niveau zum Erreichen von Konditionieren und die obere Grenze durch das maximale Niveau zum Vermeiden, dass das Haar und/oder die Haut unannehmbar fettig werden, bestimmt. Wir haben gefunden, dass eine Silikonmenge von 0,5 bis 1,5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung ein besonders geeignetes Niveau ist.
Eine weiterhin bevorzugte Klasse von Konditionierungsmitteln sind Peralk(en)ylkohlenwasserstoffmaterialien, die zum Verstärken von Fülle, Volumen und Stylbarkeit von Haar verwendet werden.
EP 567326 und EP 498119 beschreiben geeignete Peralk(en)ylkohlenwasserstoffmaterialien zum Verleihen von Stylbarkeit und verstärkter Fülle für das Haar. Bevorzugte Materialien sind Polyisobutylenmaterialien, die von Presperse, Inc. unter dem Handelsnahmen PERMETHYL erhältlich sind.
Die Menge an in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen einzuarbeitendem Peralk(en)ylkohlenwasserstoffmaterial hängt von dem Anteil an erwünschter Fülle- und Volumenverstärkung und dem speziellen angewendeten Material ab. Eine bevorzugte Menge ist 0,01 bis etwa 10 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung, obwohl diese Grenzen nicht absolut sind. Die untere Grenze wird durch den minimalen Anteil zum Erreichen von Fülle- und Volumenverstärkungseffekt und die obere Grenze durch den maximalen Anteil zum Vermeiden, dass das Haar unannehmbar steif wird, bestimmt. Wir haben gefunden, dass eine Menge von Peralk(en)ylkohlenwasserstoffmaterial von 0,5 bis 2 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung ein besonders geeigneter Anteil ist.
Feste Wirkstoffmittel
Beispiele für typische feste Wirkstoffmittel schließen antimikrobielle Mittel, wie die Schwermetallsalze von Pyridinthion (auch bekannt auf dem Fachgebiet als „Pyrithion"), insbesondere Zinkpyridinthion und andere mikrobielle Mittel, wie Climbanzol, Schwefel, Piroctonolamin, Octopirox, Selendisulfid und Ketoconazol, ein. Diese Substanzen haben typischerweise einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,2 bis etwa 50 μm, vorzugsweise etwa 0,4 bis etwa 10 μm. Diese festen Wirkstoffmittel sind das bevorzugte Material für die eingeschlossene Phase. Obwohl die Materialien eine Wirkung auf die Haut und/oder die Kopfhaut aufweisen können, werden sie von dem Fachmann als verwendbar in Haarbehandlungszusammensetzungen zum Behandeln von Schuppen (beispielsweise Antischuppenshampoos) verstanden und werden innerhalb des Begriffs „Haarvorteilsmittel", wie hierin verwendet, umfasst.
Wenn das feste Wirkstoffmittel ein antimikrobielles Mittel, wie Zinkpyridinthion, ist, kann dieses geeigneterweise in der Zusammensetzung in einer Menge von 0,001% bis etwa 1 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung angewendet werden.
Andere geeignete feste Wirkstoffmittel schließen Pigmentteilchen, wie feste Farbstoffe oder Färbemittel, die zur Anwendung auf Haar geeignet sind, und Metallkolloide ein.
Ästhetische Mittel
Haarbehandlungszusammensetzungen, wie Shampoos und Konditionierer, und einige Körperwaschzusammensetzungen werden häufig opazifiert oder zur Verstärkung der Verbraucherbevorzugung mit Perlglanz versehen.
Beispiele für opazifierende Mittel sind höhere Fettalkohole (beispielsweise Cetyl, Stearyl, Arachidyl und Behenyl), feste Ester (beispielsweise Palmitinsäurecetylester, Laurinsäureglycerinester, Stearamid-MEA-Stearat), Fettamide mit hohem Molekulargewicht und Alkanolamide und verschiedene Fettsäurederivate, wie Propylenglykol und Polyethylenglykolester. Anorganische, den Haarbehandlungszusammensetzungen Opazität verleihende zu verwendende Mittel schließen Magnesiumaluminiumsilikat, Zinkoxid und Titandioxid ein.
Perlglanzmittel bilden typischerweise Kristalle vom dünnen Plättchentyp in der Zusammensetzung, die wie winzige Spiegel wirken. Dies ergibt den Perllüstereffekt. Einige der vorstehend angeführten opazifierenden Mittel können auch in Abhängigkeit von den Medien, worin sie angewendet werden, und den verwendeten Bedingungen als Perlglanzmittel kristallisieren.
Die Perlglanzmittel können ausgewählt sein aus C16-C22-Fettsäuren (beispielsweise Stearinsäure, Myristinsäure, Ölsäure und Behensäure), Estern von C16-C22-Fettsäure mit Alkoholen und Estern von C16-C22-Fettsäure unter Einbau solcher Elemente, wie Alkylenglykoleinheiten. Geeignete Alkylenglykoleinheiten können Ethylenglykol und Propylenglykol einschließen.
Jedoch können Glykole mit höheren Alkylenkettenlängen angewendet werden. Geeignete Glykole mit höheren Alkylenkettenlängen schließen Polyethylenglykol und Polypropylenglykol ein.
Beispiele sind Polyethylenglykolmono- oder -diester von C16-C22-Fettsäuren mit 1 bis 7 Ethylenoxideinheiten und Ethylenglycolester von C16-C22-Fettsäuren. Bevorzugte Ester schließen Polyethylenglykoldistearate und Ethylenglykoldistearate ein. Beispiele für ein Polyethylenglykoldistearat, die kommerziell erhältlich sind, sind EUPERLAN PK900 (von Henkel) oder GENAPOL TS (von Hoechst). Ein Beispiel eines Ethylenglykoldistearats ist EUPERLAN PK3000 (von Henkel).
Andere Perlglanzmittel schließen Alkanolamide von Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen (beispielsweise Stearinmonoethanolamid, Stearindiethanolamid, Stearinmonoisopropanolamid und Stearinmonoethanolamidstearat); langkettige Ester von langkettigen Fettsäuren (beispielsweise Stearinsäurestearylester, Palmitinsäurecetylester); Glycerylester (beispielsweise Distearinsäureglycerylester), langkettige Ester von langkettigen Alkanolamiden (beispielsweise Stearamiddiastearat, Stearamid-MEA-Stearat) und Alkyl(C18-C22)dimethylaminoxide (beispielsweise Stearyldimethylaminoxid) ein.
Weitere geeignete Perlglanzmittel schließen anorganische Materialien, wie perlmuttartige Pigmente, die auf dem natürlichen Mineralglimmer basieren, ein. Ein Beispiel ist titandioxidbeschichteter Glimmer. Teilchen von diesem Material können in der Größe von 2 bis 150 μm im Durchmesser variieren. Im Allgemeinen ergeben kleinere Teilchen ein perlendes Aussehen, wohingegen Teilchen mit einem größeren mittleren Durchmesser eine glitzerartige Zusammensetzung ergeben.
Geeignete titandioxidbeschichtete Glimmerteilchen sind jene, die unter den Handelsnamen TIMIRON (Merck) oder FLAMENCO (Mearl) vertrieben werden.
Der Anteil von in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen angewendetem opazifierendem oder Perlglanzmittel liegt im Allgemeinen von 0,01 bis 20%, vorzugsweise 0,01 bis 5%, bevorzugter 0,02 bis 2 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung.
Gas (beispielsweise Luft)-blasen geben einen weiteren Typ von suspendierter Phase wieder, die in eine Haarbehandlungszusammensetzung für ästhetische Zwecke eingeschlossen sein kann. Wenn gleichmäßig groß und in der Zusammensetzung homogen dispergiert, können diese das Verbraucheranziehen verstärken – eine typische Anwendung ist eine transparente oder durchscheinende Zusammensetzung, wie ein Haarstylinggel bzw. Frisiergel.
PRODUKTFORM
Die erfindungsgemäßen Haarbehandlungszusammensetzungen können als transparente oder opake Emulsionen, Lotionen, Cremes, Pasten oder Gele formuliert werden. Besonders bevorzugte Produktformen sind Shampoos, Konditionierer und Haarstylinggels.
Shampoozusammensetzungen
Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Haarbehandlungszusammensetzung ist eine Shampoozusammensetzung.
Eine solche Shampoozusammensetzung wird ein oder mehrere reinigende Tenside umfassen, die kosmetisch verträglich und zur örtlichen Auftragung auf das Haar geeignet sind. Weitere Tenside können als ein zusätzlicher Bestandteil vorliegen, falls nicht ausreichend für Reinigungszwecke vorliegt, als Emulgator für beliebige emulgierte Komponenten in der Zusammensetzung, beispielsweise emulgierte Silikone. Es ist bevorzugt, dass erfindungsgemäße Shampoozusammensetzungen mindestens ein weiteres Tensid (zusätzlich zu jenem als emulgierendes Mittel verwendeten) zum Bereitstellen eines Reinigungsvorteils umfassen.
Geeignete reinigende Tenside, die einzeln oder in Kombination verwendet werden können, sind ausgewählt aus anionischen, amphoteren und zwitterionischen Tensiden und Gemischen davon. Das Reinigungstensid kann das gleiche Tensid wie der Emulgator sein oder kann davon verschieden sein.
Beispiele für anionische Tenside sind die Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkarylsulfonate, Alkanoylisothionate, Alkylsuccinate, Alkylsulfosuccinate, N-Alkylsarcosinate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Alkylethercarboxylate und α-Olefinsulfonate, insbesondere deren Natrium-, Magnesium-, Ammonium- und Mono-, Di- und Triethanolaminsalze. Die Alkyl- und Acylgruppen enthalten im Allgemeinen 8 bis 18 Kohlenstoffatome und können ungesättigt sein. Die Alkylethersulfate, Alkyletherphosphate und Alkylethercarboxylate können 1 bis 10 Ethylenoxid- oder Propylenoxideinheiten pro Molekül enthalten.
Typische anionische Tenside zur Verwendung in erfindungsgemäßen Shampoos schließen Oleylsuccinat, Ammoniumlaurylsulfosuccinat, Ammoniumlaurylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Triethanolamindodecylbenzolsulfonat, Natriumcocoylisethionat, Natriumlaurylisethionat und Natrium-N-laurylsarcosinat ein. Die besonders bevorzugten anionischen Tenside sind Natriumlaurylsulfat, Triethanolaminmonolaurylphosphat, Natriumlaurylethersulfat 1EO, 2EO und 3EO, Ammoniumlaurylsulfat und Ammoniumlaurylethersulfat 1EO, 2EO und 3EO.
Beispiele für amphotere und zwitterionische Tenside schließen Alkylaminoxide, Alkylbetaine, Alkylamidopropylbetaine, Alkylsulfobetaine (Sultaine), Alkylglycinate, Alkylcarboxylglycinate, Alkylamphopropionate, Alkylamphoglycinate, Alkylamidopropylhydroxysultaine, Acyltaurate und Acylglutamate ein, wobei die Alkyl- und Acylgruppen 8 bis 19 Kohlenstoffatome aufweisen. Typische amphotere und zwitterionische Tenside zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Shampoos schließen Laurylaminoxid, Cocodimethylsulfopropylbetain und vorzugsweise Laurylbetain, Cocamidopropylbetain und Natriumcocamphopropionat ein.
Die Shampoozusammensetzung kann auch Co-Tenside zum Unterstützen des Verleihens von ästhetischen, physischen oder Reinigungseigenschaften der Zusammensetzung einschließen. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein nichtionisches Tensid, das in einer Menge im Bereich von 0% bis etwa 5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eingeschlossen sein kann.
Beispielsweise schließen repräsentative nichtionische Tenside, die in die erfindungsgemäßen Shampoozusammensetzungen eingeschlossen sein können, Kondensationsprodukte von aliphatischen (C8-C18) primären oder sekundären linearen oder verzweigtkettigen Alkoholen oder Phenolen mit Alkylenoxiden, gewöhnlich Ethylenoxid und im Allgemeinen mit 6 bis 30 Ethylenoxidgruppen, ein.
Andere repräsentative nichtionische Tenside schließen Mono- und Dialkylalkanolamide ein. Beispiele schließen Cocomono- oder -diethanolamid und Cocomonoisopropanolamid ein.
Weitere nichtionische Tenside, die in die erfindungsgemäßen Shampoozusammensetzungen eingeschlossen sein können, sind die Alkylpolyglycoside (APGs). Typischerweise ist das APG jenes, das eine Alkylgruppe, verbunden (gegebenenfalls über eine Brückengruppe) zu einem Block von einer oder mehreren Glykosylgruppen, umfasst. Bevorzugte APG werden durch die nachstehende Formel definiert: RO-(G)n worin R eine verzweigte oder geradkettige Alkylgruppe darstellt, die gesättigt oder ungesättigt sein kann, und G eine Saccharidgruppe darstellt.
R kann eine mittlere Alkylkettenlänge von etwa C5 bis etwa C20 wiedergeben. Vorzugsweise gibt R eine mittlere Alkylkettenlänge von etwa C8 bis etwa C12 wieder. Besonders bevorzugt liegt der Wert von R zwischen etwa 9,5 und etwa 10,5. G kann ausgewählt sein aus C5- oder C6-Monosaccharid-Resten und ist vorzugsweise ein Glucosid. G kann ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend Glucose, Xylose, Laktose, Fructose, Mannose und Derivate davon. Vorzugsweise ist G Glucose.
Der Polymerisationsgrad n kann einen Wert von etwa 1 bis etwa 10 oder mehr aufweisen. Vorzugsweise liegt der Wert von n im Bereich von etwa 1,1 bis etwa 2. Besonders bevorzugt liegt der Wert von n im Bereich von etwa 1,3 bis etwa 1,5.
Geeignete Alkylpolyglycoside zur Verwendung in der Erfindung sind kommerziell erhältlich und schließen zum Beispiel jene Materialien ein, die ausgewiesen sind als: Oramix NS10^TM von Seppic^TM, Plantaren 1200^TM und Plantaren 2000^TM von Henkel.
Die Gesamtmenge an Tensid (einschließlich beliebiges Co-Tensid und/oder beliebigen Emulgator) in den erfindungsgemäßen Shampoozusammensetzungen ist im Allgemeinen 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30%, bevorzugter 10% bis 25 Gew.-% der Gesamtshampoozusammensetzung.
Ein kationisches Abscheidungspolymer ist ein bevorzugter Bestandteil in erfindungsgemäßen Shampoozusammensetzungen zum Verstärken der Konditionierungsleistung des Shampoos. „Abscheidungspolymer" bedeutet ein Mittel, das die Abscheidung der Silikonkomponente aus der Shampoozusammensetzung auf der beabsichtigten Stelle während der Verwendung verstärkt, d.h. dem Haar und/oder der Kopfhaut.
Das Abscheidungspolymer kann ein Homopolymer sein oder kann aus zwei oder mehreren Monomerarten gebildet werden. Das Molekulargewicht des Polymers wird im Allgemeinen zwischen 5000 und 10000000, typischerweise mindestens 10000, sein und vorzugsweise im Bereich von 100000 bis etwa 2000000 liegen. Die Polymere werden kationische stickstoffenthaltende Gruppen, wie quaternäre Ammonium- oder protonierte Aminogruppen oder ein Gemisch davon, aufweisen.
Die kationische stickstoffenthaltende Gruppe wird im Allgemeinen als ein Substituent an einer Fraktion der gesamten Monomereinheiten des Abscheidungspolymers vorliegen. Wenn somit das Polymer kein Homopolymer ist, kann es nicht kationische Monomerabstandseinheiten enthalten. Solche Polymere werden in dem CTFA Cosmetic Ingredient Directory, 3. Ausgabe, beschrieben. Das Verhältnis von kationischen zu nicht kationischen Monomereinheiten ist ausgewählt, um ein Polymer mit einer kationischen Ladungsdichte in dem geforderten Bereich zu ergeben.
Geeignete kationische Abscheidungspolymere schließen beispielsweise Copolymere von Vinylmonomeren mit kationischen Aminen oder quaternären Ammoniumfunktionalitäten mit in Wasser löslichen Abstandsmonomeren, wie (Meth)acrylamid, Alkyl- und Dialkyl(meth)acrylamiden, Alkyl(meth)acrylat, Vinylcaprolacton und Vinylpyrrolidin, ein. Die Alkyl- und Dialkylsubstituierten Monomere haben vorzugsweise C1-C7-Alkylgruppen, bevorzugter C1-C3-Alkylgruppen. Andere geeignete Ab standsgruppen schließen Vinylester, Vinylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Propylenglykol und Ethylenglykol ein.
Kationische Amine können in Abhängigkeit von den einzelnen Spezies und dem pH-Wert der Zusammensetzung primäre, sekundäre oder tertiäre Amine sein. Im Allgemeinen sind sekundäre und tertiäre Amine, insbesondere tertiäre, bevorzugt.
Aminsubstituierte Vinylmonomere und Amine können in der Aminform polymerisiert werden und dann durch Quaternisierung zu Ammonium umgewandelt werden.
Die kationischen Abscheidungspolymere können Gemische von Monomereinheiten, abgeleitet von amin- und/oder quaternären ammoniumsubstituierten Monomer- und/oder kompatiblen Abstandsmonomeren umfassen.
Geeignete kationische Abscheidungspolymere schließen beispielsweise ein:

– Copolymere von 1-Vinyl-2-pyrrolidin und 1-Vinyl-3-methylimidazoliniumsalz (beispielsweise Chloridsalz), angeführt in der Industrie durch die Cosmetic, Toiletry and Fragrance Association (CTFA) als Polyquaternium-16. Dieses Material ist kommerziell erhältlich von BASF Wyandotte Corp. (Parsippany, NJ, USA) unter dem Handelsnamen LUVIQUAT (beispielsweise LUVIQUAT FC 370);
– Copolymere von 1-Vinyl-2-pyrrolidin und Dimethylaminoethylmethacrylat, angeführt in der Industrie (CTFA) als Polyquaternium-11. Dieses Material ist kommerziell erhältlich von Gaf Corporation (Wayne, NJ, USA) unter dem Handelsnamen GAFQUAT (beispielsweise GAFQUAT 755N);
– kationische Diallyl-quaternäre Ammonium enthaltende Polymere, einschließlich beispielsweise Dimethyldiallylammoniumchlorid-Homopolymer und -Copolymere von Acrylamid und Dimethyldiallylammoniumchlorid, angeführt in der Industrie (CTFA) als Polyquaternium 6 bzw. Polyquaternium 7;
– Mineralsäuresalze von Aminoalkylestern von Homo- und Copolymeren von ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen (wie in US-Patent 4009256 beschrieben);
– kationische Polyacrylamide (wie in WO 95/22311 beschrieben).

Andere kationische Abscheidungspolymere, die verwendet werden können, schließen kationische Polysaccharidpolymere, wie kationische Zellulosederivate, kationische Stärkederivate und kationische Guargummiderivate, ein.
Kationische Polysaccharidpolymere, die zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geeignet sind, schließen jene der Formel ein: A-O-[R-N+(R1)(R2)(R3)X-], worin: A eine Anhydroglukose-Restgruppe, wie einen Stärke- oder Zelluloseanhydroglukose-Rest, darstellt. R eine Alkylen-, Oxyalkylen-, Polyoxyalkylen- oder Hydroxyalkylengruppe oder Kombination davon darstellt. R1, R2 und R3 unabhängig Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl-, Alkoxyalkyl- oder Alkoxyarylgruppen, wobei jede Gruppe bis zu 18 Kohlenstoffatome enthält, darstellen. Die Gesamtanzahl an Kohlenstoffatomen für jede kationische Einheit (d.h. die Summe von Kohlenstoffatomen in R1, R2 und R3) ist vorzugsweise etwa 20 oder weniger und X ist ein anionisches Gegenion.
Kationische Zellulose ist erhältlich von Amerchol Corp. (Edison, NJ, USA) in deren Polymerreihen Polymer JR (Handelsmarke) und LR (Handelsmarke) als Salze von Hydroxyethylzellulose, umgesetzt mit Trimethylammonium-substituiertem Epoxid, in der Industrie (CTFA) als Polyquaternium 10 bezeichnet.
Eine weitere Art von kationischer Zellulose schließt die polymeren quaternären Ammoniumsalze von Hydroxyethylzellulose, umgesetzt mit Lauryldimethylammonium-substituiertem Epoxid, in der Industrie (CTFA) als Polyquaternium 24 bezeichnet, ein. Diese Materialien sind von Amerchol Corp. (Edison, NJ, USA) unter dem Handelsnamen Polymer LM-200 erhältlich.
Andere geeignete kationische Polysaccharidpolymere schließen quaternären Stickstoff enthaltende Zelluloseether (beispielsweise wie in US-Patent 3962418 beschrieben) und Copolymere von veretherter Zellulose und Stärke (beispielsweise wie in US-Patent 3958581 beschrieben) ein.
Ein besonders geeigneter Typ von kationischem Polysaccaridpolymer, das verwendet werden kann, ist ein kationisches Guargummiderivat, wie Guarhydroxypropyltrimoniumchlorid (kommerziell erhältlich von Rhoda (früher Rhone-Poulenc) unter deren Handelsmarkenreihen JAGUAR).
Beispiele sind JAGUAR C13S, das einen niedrigen Substitutionsgrad der kationischen Gruppen und hohe Viskosität aufweist. JAGUAR C15 mit einem mittleren Substitutionsgrad und einer niedrigen Viskosität, JAGUAR C17 (hoher Substitutionsgrad, hohe Viskosität), JAGUAR C16, das ein hydroxypropyliertes kationisches Guarderivat darstellt, welches einen niedrigen Grad an Substituentengruppen sowie kationischen quaternären Ammoniumgruppen aufweist, und JAGUAR 162, das ein hochtransparentes, mittelviskoses Guar mit einem niedrigen Substitutionsgrad darstellt.
Vorzugsweise ist das kationische Abscheidungspolymer ausgewählt aus kationischen Zellulose- und kationischen Guarderivaten. Besonders bevorzugte Abscheidungspolymere sind JAGUAR C13S, JAGUAR C15, JAGUAR C17 und JAGUAR C16 und JAGUAR C162.
Das kationische Abscheidungspolymer wird im Allgemeinen mit Anteilen von 0,001 bis 5%, vorzugsweise etwa 0,01 bis 1%, bevorzugter etwa 0,02% bis etwa 0,5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung vorliegen.
Konditionierer
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch als Konditionierer zur Behandlung von Haar (typischerweise nach Shampoonieren) und anschließendem Spülen formuliert werden.
Solche Konditionierer werden ein oder mehrere konditionierende Tenside, die kosmetisch verträglich und zur örtlichen Auftragung auf das Haar geeignet sind, umfassen.
Geeignete konditionierende Tenside sind ausgewählt aus kationischen Tensiden, die einzeln oder in Anmischung verwendet werden. Beispiele schließen quaternäre Ammoniumhydroxide oder Salze davon, beispielsweise Chloride, ein.
Geeignete kationische Tenside zur Verwendung in Haarkonditionierern der Erfindung schließen Cetyltrimethylammoniumchlorid, Behenyltrimethylammoniumchlorid, Cetylpyridiniumchlorid, Tetramethylammoniumchlorid, Tetraethylammoniumchlorid, Octyltrimethylammoniumchlorid, Dodecyltrimethylammoniumchlorid, Hexadecyltrimethylammoniumchlorid, Octyldimethylbenzylammoniumchlorid, Decyldimethylbenzylammoniumchlorid, Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid, Didodecyldimethylammoniumchlorid, Dioctadecyldimethylammoniumchlorid, Talgtrimethylammoniumchlorid, Cocotrimethylammoniumchlorid und die entsprechenden Hydroxide davon ein. Weitere geeignete kationische Tenside schließen jene Materialien mit den CTFA-Bezeichnungen Quaternium-5, Quaternium-31 und Quaternium-18 ein. Gemische von beliebigen der vorangehenden Materialien können auch geeignet sein. Ein besonders verwendbares kationisches Tensid zur Anwendung in erfindungsgemäßen Haarkonditionierern ist Cetyltrimethylammoniumchlorid, kommerziell erhältlich beispielsweise als GENAMIN CTACTM von Hoechst Celanese.
In erfindungsgemäßen Konditionierern ist der Anteil an kationischem Tensid vorzugsweise 0,01 bis 10%, bevorzugter 0,05 bis 5%, besonders bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-% der Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäßen Konditionierer enthalten vorteilhafterweise einen Fettalkohol. Die kombinierte Verwendung von Fettalkoholen und kationischen Tensiden in konditionierenden Zusammensetzungen wird als besonders vorteilhaft angenommen, weil dies zu der Bildung einer lamellaren Phase führt, worin das kationische Tensid dispergiert ist.
Repräsentative Fettalkohole umfassen 8 bis 22 Kohlenstoffatome, bevorzugter 16 bis 20. Beispiele für geeignete Fettalkohole schließen Cetylalkohol, Stearylalkohol und Gemische davon ein. Die Verwendung von diesen Materialien ist auch dahin gehend vorteilhaft, dass sie zu den gesamtkonditionierenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beitragen.
Der Anteil an Fettalkohol in den erfindungsgemäßen Konditionierern ist geeigneterweise 0,01 bis 10%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% der Zusammensetzung. Das Gewichtsverhältnis von kationischem Tensid zu Fettalkohol ist geeigneterweise 10:1 bis 1:10, vorzugsweise 4:1 bis 1:8, optimal 1:1 bis 1:4.
Haarstylinggele
Die erfindungsgemäßen Haarbehandlungszusammensetzungen können auch die Form von Haarstylinggels bzw. Haarfrisiergels annehmen.
Ein solches Haarstylinggel wird ein in Wasser lösliches filmbildendes Harz umfassen. Das Harz kann entweder anionisch, nichtionisch, amphoter oder kationisch sein. Spezielle Harze schließen Polyvinylpyrrolidon (PVP), Copolymere von (PVP) und Methylmethacrylat, Copolymere von PVP und Vinylacetat (VA), Polyvinylalkohol (PVA), Copolymere von PVA und Crotonsäure, Copolymere von PVA und Maleinsäureanhydrid, Hydroxypropylzellulose, Hydroxypropylguargummi, Natriumpolystyrolsulfonat, PVP/Ethylmethacrylat/Methacrylsäureterpolymer, Vinylacetat/Crotonsäure/Vinylneodecanoatcopolymer, Octylacrylamid/Acrylatcopolymer, Monoethylester von Poly(methylvinylether/Maleinsäure) und Octylacrylamid/Acrylat/Butylamino ethylmethacrylatcopolymere ein. Gemische der Harze können auch verwendet werden. PVP und PVP-Copolymere mit anderen Monomeren sind bevorzugt, beispielsweise Copolymere von Polyvinylpyrrolidon und Vinylacetat, insbesondere in einem Verhältnis von 70/30.
Die Mengen des filmbildenden Harzes können im Bereich von 0,1 bis 20%, vorzugsweise 1 bis 10%, optimal 2 bis 5 Gew.-% liegen. Kleine Mengen an Tensid im Bereich irgendwo von 0,1 bis etwa 10%, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 1%, besonders bevorzugt etwa 0,3 Gew.-% können in erfindungsgemäßen Haarstylinggels vorliegen. Das Tensid kann ein anionischer, nichtionischer oder kationischer Emulgator sein. Besonders bevorzugt sind nichtionische Emulgatoren, die aus der Alkoxylierung von hydrophoben Stoffen, wie Fettalkoholen, Fettsäuren und Phenolen, gebildet werden.
Erfindungsgemäße Haarbehandlungszusammensetzungen können beliebige andere Bestandteile, die normalerweise in Haarbehandlungsformulierungen verwendet werden, enthalten. Diese anderen Bestandteile können Viskositätsmodifizierungsmittel, Konservierungsmittel, färbende Mittel, Polyole, wie Glyzerin und Propylenglykol, chelatisierende Mittel, wie EDTA, Antioxidantien, Duftstoffe und Sonnenschutzmittel enthalten. Jeder von diesen Bestandteilen wird in einer Menge, die wirksam ist, ihren Zweck zu erfüllen, vorliegen. Im Allgemeinen sind diese wahlweisen Bestandteile einzeln mit einem Anteil von bis zu etwa 5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eingeschlossen.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch Hilfsmittel, die zur Haarpflege geeignet sind. Im Allgemeinen sind solche Bestandteile einzeln mit einem Anteil von bis zu 2%, vorzugsweise bis zu 1%, auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, eingeschlossen.
Unter geeigneten Haarpflegehilfsstoffen sind:

(i) natürliche Haarwurzelnährmittel, wie Aminosäuren und Zucker. Beispiele für geeignete Aminosäuren schließen Ar ginin, Cystein, Glutamin, Glutaminsäure, Isoleucin, Leucin, Methionin, Serin und Valin und/oder Vorstufen und Derivate davon ein. Die Aminosäuren können einzeln, in Gemischen oder in Form von Peptiden, beispielsweise Di- und Tripeptiden, zugesetzt werden. Die Aminosäuren können auch in Form eines Proteinhydrolysats, wie einem Keratin- oder Hydrogenhydrolysat, zugegeben werden. Geeignete Zucker sind Glukose, Dextrose und Fructose. Diese können einzeln oder in Form von beispielsweise Fruchtextrakten zugegeben werden. Eine besonders bevorzugte Kombination von natürlichen Haarwurzelnährmitteln zum Einschluss in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist Isoleucin und Glukose. Ein besonders bevorzugtes Aminosäurenährmittel ist Arginin.
(ii) Haarfaservorteilsmittel. Beispiele sind: Ceramide zum Befeuchten der Faser und Halten der Kutikelintegrität. Ceramide sind durch Extraktion aus natürlichen Quellen oder als synthetische Ceramide und Pseudoceramide erhältlich. Ein bevorzugtes Ceramid ist Ceramid I von Quest. Gemische von Ceramiden können auch geeignet sein, wie Ceramide LS von Laboratoires Serobiologiques.

Die Erfindung wird nun weiterhin durch die nachstehenden, nicht begrenzenden Beispiele erläutert:
BEISPIELE
In den Beispielen sind alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders ausgewiesen.
Zinkomadin wurde von Olin Jaguar erhalten.
Abscheidungspolymere wurden von Rhodia Silicone Oils erhalten und Emulsionen (DC2-1391^TM und DC2-1699^TM) wurden von Dow Corning erhalten.
Beispiel 1
Herstellung eines Scherwirkung ausgesetzten Gelmaterials, das den festen antimikrobiellen Wirkstoff Zinkpyridinthion (ZnPTO) enthält.
Agar (Luxura 1253^TM, Arthur Branwell, 0,5%) wurde in kaltem Wasser dispergiert und auf 95°C bis zur vollständigen Auflösung (bis das Wasser klar ist) erhitzt. Zinkomadin (2%, enthält aktives Zinkpyridinthion) wurde zugegeben und darin eingemischt. Das Gemisch wurde in den gerührten früher beschriebenen und in 1b erläuterten (bei 85°C) Topf eingeführt. Dies wurde für 5 Minuten bei 10000 U/min zum Sichern des sorgfältigen Vermischens vermischt und wurde dann auf 5°C bei 500 U/min innerhalb etwa 30 min (ungefähr 2,5°C/min) gekühlt. Phasenkontrastmikroskopiebilder bestätigen, dass das Zinkpyridinthion im Wesentlichen insgesamt innerhalb der Scherwirkung ausgesetzten Agar-Gelteilchen vorliegt und dass dies der Fall über mindestens vier Monate bleibt.
3 ist ein Phasenkontrastlichtmikroskopbild, das innerhalb von Scherwirkung ausgesetzten Agargelteilchen eingeschlossenes Zinkpyridinthion zeigt. Bemerkung: Bildbreite ist 130 μm.
Beispiel 2
Die Formulierungen für Zinkpyridinthion und Scherwirkung ausgesetzte Agar-Gelteilchen enthaltende Shampoos werden nachstehend angegeben.
Wässrige Anteile von zugegebenem Bestandteil sind ausgewiesen, wirksame Anteile werden in Klammern angegeben.
Anweisungen

pH eingestellt auf 5,5 bis 6,5 unter Verwendung von NaOH/Zitronensäure
Viskosität eingestellt auf 4500 bis 5500 durch Zusetzen von NaCl (gewöhnlich 1 bis 1,5%).

Für Vergleichstests von Beispiel 3 werden die gleichen Formulierungen angewendet, wenn das Zinkpyridinthion in die Scherwirkung ausgesetzten Agar-Gelteilchen eingeschlossen ist und wenn es unter den Scherwirkung ausgesetzten Agar-Gelteilchen frei ist. Die Formulierung ist die gleiche, jedoch die Herstellung ist verschieden. Im letzteren Fall wird das Scherwirkung ausgesetzten Agar-Gel zuerst hergestellt und dann wird das Zinkpyridinthion mit den anderen Shampoobestandteilen zu der Scherwirkung ausgesetzten Gelgrundlage während der Herstellung des Shampoos gegeben. In dem vorangehenden Fall wird das Zinkpyridinthion mit dem Agarsol, wie im Einzelnen in Beispiel 1 beschrieben, zusammen verarbeitet. Die anderen Shampoobestandteile werden dann zu der aufgefüllten Scherwirkung ausgesetzten Gelgrundlage während der Herstellung des Shampoos zugegeben.
Beispiel 3
Ablagerungstests
Protokoll
2 Inch (50,8 mm)/0,25 g Strähnen (unbehandeltes, proximales chinesisches Haar) werden mit 0,03 g Produktformulierung, verdünnt mit 0,27 ml Leitungswasser (Raumtemperatur), für 30 s gewaschen. Die Strähne wird dann mit warmem, laufendem Leitungswasser (ca. 35°C) für 30 s gespült. Diese Wasch-/Spülphase wird dann wiederholt. Fünf Wiederholungen werden für jede Behandlung ausgeführt.
Die Strähnen werden an einem Kunststoffring derart befestigt, dass die maximale Haarmenge der Mitte des Rings ausgesetzt ist, wobei das Haar an dem Ring dann mit einem spektroskopisch reinen 6-μm-Polypropylenfilm zum Verhindern von Haarverlust bedeckt wird. Die befestigte Strähne wurde dann auf elementares Zink auf der Oberfläche des Haars unter Anwendung von Röntgenfluoreszenz analysiert. Bei dieser Technik werden Röntgenstrahlen auf die Haaroberfläche abgegeben, Elektronen werden aus den niedrig liegenden Energieniveaus der Atome an der Oberfläche des Haars angeregt, Elektronen aus höheren Energieniveaus zum Ersetzen von diesen imitierten Elektronen herunterfallen lassen. Dieses Verfahren ist begleitet von der Emission elektromagnetischer Strahlung (folglich die Definition von Fluoreszenz) in Form von sekundären Röntgenstrahlen. Die Intensität und absolute Energie dieser emittierten Strahlung gibt einen Hinweis für den Anteil und die Identität der auf der Oberfläche von und in dem Haar vorliegenden Atome.
Es wird angenommen, dass höhere Anteile von auf dem Haar nach Waschen nachgewiesenem Zink ZnPTO entsprechen, das auf dem Haar abgeschieden wurde. Haarsträhnen können durch verschiedene Anteile von ZnPTO dosiert werden, und die erhaltenen Zinkanteile auf der Oberfläche des gemessenen Haars erlauben somit eine Berechnung (in Parts per million) des Anteils von auf dem Haar abgeschiedenem ZnPTO.
Leistung von Testprodukten
4 erläutert den Anteil von ZnPTO-Abscheidung, der drei Testformeln von Beispiel 2 gemäß der Erfindung, verglichen mit den entsprechenden Formulierungen, worin das ZnPTO nicht in den Schergelteilchen eingeschlossen ist.
Überraschenderweise ist Abscheidung von ZnPTO aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit in Gelteilchen des Schergels eingeschlossenen ZnPTO-Teilchen der Abscheidung der Zusammensetzungen, worin ZnPTO frei vorliegt (d.h. nicht eingeschlossen in die Gelteilchen), in einer anderweitigen identischen Zusammensetzung überlegen.
Beispiel 4 Konditionierungsshampoo
Herstellung eines Scherwirkung ausgesetzten Gelmaterials, das das Silikonöl DC2-1391^TM (Teilchengröße 40–50 nm) enthält.
Agar (Quest Deltagar^TM, 0,5%) wurde in kaltem Wasser dispergiert und auf 95°C, bis es sich vollständig gelöst hat (bis klar), erhitzt. Die Lösung wurde dann auf 60°C vor dem Zusetzen des Silikonöls (DC2-1391^TM, 2% Gesamtemulsion, 0,5% wirksam) gekühlt. Das Öl und das Agarsol wurden miteinander vermischt und dann in den gerührten Topf (bei 60°C), wie früher beschrieben und in 1b erläutert, eingeführt. Dies wurde dann für 5 min bei 1000 U/min vermischt, um sorgfältiges Vermischen zu sichern, und wurde dann auf 5°C bei 500 U/min innerhalb etwa 20 min (ungefähr 3°C/min) gekühlt. Transmissionselektronenmikroskopiebilder zeigten, dass die Silikonöltröpfchen mit den Agaroseketten innerhalb der Agar-Scherwirkung ausgesetzten Gelteilchen verbunden sind.
5 ist ein Bild von geringer Vergrößerung von Scherwirkung ausgesetzten Agargelteilchen unter dem Transmissionselektronenmikroskop.
6 ist ein Bild mit starker Vergrößerung, das DC2-1391^TM-Silikonöltröpfchen innerhalb des Scherwirkung ausgesetzten Agargelteilchens zeigt.
Beispiel 5 – Konditionierungsshampoo
Eine typische Shampooformulierung ist wie nachstehend:
% AD ist die Prozent des Wirkstoffs
% Comp ist die Prozent Wirkstoffs in der Endzusammensetzung
% Gewicht/Gewicht ist der Prozentsatz des gesamten zugesetzten Bestandteils.
Die vorstehende Zusammensetzung ist für 0,5% Scherwirkung ausgesetztes Agar, das bereits das Silikonöl eingeschlossen darin (0,5% wirksam, 2% insgesamt) enthält.
Beispiel 6
Viele verschiedene Arten von Scherwirkung ausgesetztem Gel können zum Einschließen der Wirkstoffe verwendet werden. Wenn eine andere Teilchenrheologie erforderlich ist, kann ein anderer Agartyp angewendet werden. Dieses Beispiel ist das gleiche wie Beispiel 1, nur der angewendete Agar war Ina Ultra Agar (AX-30) von Ina Food Industry, Japan.
6 zeigt die Silikonemulsion DC2-1669 (Dow Corning), eingeschlossen innerhalb eher locker definierter Scherwirkung ausgesetzter Gelteilchen. Die schwachen Gelteilchen sind nicht als härtere Agargele definiert, sondern die Silikonemulsion ist eng assoziiert mit den Polysaccharidketten und wird nicht von der Matrix ausgetrieben.
Beispiel 7
Ein Beispiel wird nun von einem alternativen Polysaccharid zu Agar angegeben. Dieses Polysaccharid ist K-Carrageenan.
K-Carrageenan (0,5%, Genugel, X909, Hercules) wurde zu kaltem, destilliertem Wasser gegeben und auf 60°C, bis es vollständig aufgelöst war, erhitzt. Kaliumsorbat (0,02%) und Kaliumchlorid (0,22%) wurden dann zugegeben und eingemischt. Das Zinkomadin (2% (= 1% wirksames ZnPTO)) oder Silikonemulsion (0,5% wirksam DC2-1669, Dow Corning) wurde zu der Dispersion gegeben und das Gemisch wurde zu dem gerührten Topf bei 60°C gegeben und auf 5°C, wie in Beispiel 1 im Einzelnen angegeben, gekühlt.
Mikrographien werden von eingeschlossenem ZnPTO in Scherwirkung ausgesetzten K-Carrageenan-Gelteilchen (7) und eingeschlossene Silikonemulsion in Scherwirkung ausgesetzten K-Carrageenan-Gelteilchen (8) angegeben.
Beispiel 8
Ein Beispiel eines Scherwirkung ausgesetzten Protein-Gels ist Molkeprotein enthaltendes Öl. Molkeproteinisolat (400 g, Bipro Davisco Foods) wurde in kaltem Wasser (3600 g, Raumtemperatur 20°C) unter Rühren, bis sich das gesamte Pulver gelöst hatte, dispergiert. Diese Molkelösung wurde dann auf 80°C erhitzt, während mild gerührt wurde, unter Halten für 30 min bei 80°C unter Rühren und dann auf Raumtemperatur gekühlt.
Sonnenblumenöl (400 g) wurde zu der erhitzten Molkelösung (3600 g) gegeben, gemischt und dann einmal durch einen Homogenisator (Crepaco A3 Kolbenhomogenisator), durchgeführt bei 300 bar unter Gewinnung einer Emulsionstropfengröße von D_3,2 = 0,4 μm (gemessen mit Mastersizer von Malvern), geleitet.
Diese Emulsion wird dann verwendet zur Herstellung von Scherwirkung ausgesetzten Molketeilchen unter Verwendung einer Mikrovotatorleitung (im Einzelnen in 9 angegeben). Die Molkeemulsion wurde in Behälter A gegeben und Milchsäurelösung (ungefähr 1,5%) wird in Behälter B gegeben. Die zwei Lösungen werden in die Leitung durch Pumpen aus den Behältern in eine Mischeinheit C (ein Pin-Mischer vom Volumen 120 ml) eingeführt. Das Verhältnis des Mischens und der Aufenthaltszeit wird durch die Geschwindigkeit der Pumpen gesteuert. Die Proteinlösung wurde mit 42,5 Gramm/Minute und die Säure mit 10 Gramm/Minute gepumpt. Die Behälter werden bei 25°C gelagert und die C-Einheit ist bei 40°C und arbeitet bei 1400 U/min. Die Temperatur der Lösung beim Austreten aus der Einheit ist 35°C. Die Probe wird dann zu weiteren drei A-Einheiten, die bei 1000 U/min und 20°C arbeiten, geleitet, um die Aufenthaltszeit zu erhöhen. Die Ausgangstemperatur von diesen Einheiten ist 20°C. Die Teilchen sind bei pH 5, und sie enthalten 6,9% Protein und 8,1% Öl.

Claims

Zusammensetzung, die eine verdickte Fluidform aufweist, umfassend: (i) eine erste (Schergel) Phase, umfassend mindestens ein Polymer, das ein Gel bilden kann, wobei das Polymer in der Zusammensetzung als ein Schergel (d.h. eine Vielzahl von getrennten Gelteilchen, die durch Unterziehen des Polymers einer Scherwirkung, während Gelbildung stattfindet, gebildet wurden) vorliegt, und (ii) eine zweite (eingeschlossene) Phase, die in Form von Teilchen oder Tröpfchen, umfassend ein Haarvorteilsmittel, vorliegt, wobei mindestens einige der Teilchen oder Tröpfchen in mindestens einem Teil der Gelteilchen der ersten (Schergel) Phase eingeschlossen sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das natürlich abgeleitete Polymer aus der Gruppe, bestehend aus Polysacchariden, Proteinen und Gemischen davon, ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die eine Haarbehandlungszusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, worin die zweite (eingeschlossene) Phase ein Konditionierungsmittel, ausgewählt aus emulgierten Silikonen und Peralk(en)ylkohlenwasserstoffmaterialien, umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, worin die zweite (eingeschlossene) Phase ein festes antimikro bielles Mittel, ausgewählt aus Schwermetallsalzen von Pyridinthion, vorzugsweise Zinkpyridinthion, umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, weiterhin umfassend eine dritte (suspendierte) Phase, die in der ersten (Schergel) Phase suspendiert ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin die dritte (suspendierte) Phase ein Perlglanzmittel, ausgewählt aus Polyethylenglykoldistearaten, Ethylenglykoldistearaten und Titandioxid-beschichteten Glimmerteilchen, ein Konditionierungsmittel, ausgewählt aus emulgierten Silikonen und Peralk(en)yl-kohlenwasserstoffmaterialien, oder ein festes antimikrobielles Mittel, ausgewählt aus Schwermetallsalzen von Pyridinthion, vorzugsweise Zinkpyridinthion, umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, die eine Shampoozusammensetzung ist und die weiterhin umfasst: (a) 5 bis 30 Gew.-% der Gesamtshampoozusammensetzung Tensid und (b) 0,02% bis 0,5 Gew.-% der Gesamtshampoozusammensetzung eines kationischen Abscheidungspolymers.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, die ein Konditionierungsmittel darstellt und die weiterhin umfasst: (a) 0,05 bis 5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eines kationischen Tensids und (b) 0,1 bis 5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung eines Fettalkohols.
Verfahren zum Herstellen einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das Bilden einer wässrigen Lösung des Polymers, Vermischen der Lösung mit Teilchen oder Tröpfchen von einem oder mehreren Haarvorteilsmitteln, die im We sentlichen in der wässrigen Lösung unlösbar oder im Wesentlichen mit der wässrigen Lösung nicht mischbar sind, und Unterziehen der Lösung Gelierung, während Scherwirkung angewendet wird, umfasst.
Verwendung von Gelteilchen in einem Schergel als eine Matrix zur gesteuerten Freisetzung und/oder Abgabe einer Substanz, die in die Matrix eingekapselt ist, in einer Haarbehandlungszusammensetzung.