DE60127209T2

DE60127209T2 - Quaternäre fettsäure auf basis von anti-iso verbindungen

Info

Publication number: DE60127209T2
Application number: DE60127209T
Authority: DE
Inventors: Abel G. Belleville PEREIRA; Helena S. Iselin BARINOVA
Original assignee: Croda Inc
Current assignee: Croda Inc
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2003528125A; US20010036448A1; EP1181003A4; JP5090602B2; US20030202954A1; DE60127209D1; EP1181003A1; US20050123498A1; WO2001072269A1; EP1181003B1; AU2001249675A1; US7976830B2; US6562328B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der quartären Ammoniumverbindungen ("Quats") und insbesondere ihre Verwendung in Zusätzen für Körperpflegeprodukte wie Shampoos, Haarpflegemittel (Conditioner), Hautpflegeprodukte und dergleichen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Menschliches Haar enthält eine dünne Fettschutzschicht einer ante-iso-Fettsäure, 18-Methyleicosansäure (18-MEA), die kovalent an der Kutikula gebunden ist. Eine chemische oder mechanische Schädigung des Haars entfernt Teile dieser Fettschicht, was das Haar weniger frisierbar, weniger gesund aussehend und empfänglicher gegenüber Umweltbeanspruchungen macht. Bei der Behandlung von Haar ist es wünschenswert, diese ante-iso-Fettsäuren, insbesondere 18-MEA, zu ergänzen.
18-MEA kommt in der Natur relativ selten vor und ist in kleinen Mengen in Materialien wie Lanolin zu finden. Lanolin enthält eine Mischung aus Fettsäuren, einschließlich unter anderem ante-iso-Fettsäuren sowie Hydroxyfettsäuren, iso-Hydroxyfettsäuren, iso-Fettsäuren und unsubstituierte (normale) Fettsäuren. Das US-Patent Nr. 4,069,347, erteilt an McCarthy et al., offenbart Zusammensetzungen von quartären Ammoniumverbindungsderivaten (Quat-Derivaten) von Fettsäuren, die aus Lanolin stammen. Diese aus Lanolin stammenden quartären Ammoniumverbindungen (Quats) sind, wenn sie mit spezifischen verzweigten Diolen kombiniert sind, bei der Herstellung von transparenten kosmetischen Formulierungen als brauchbar beschrieben. Diese umfassen Shampoos und transparente Haarspülformulierungen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Reihe neuer Entdeckungen mit wichtigen Folgen für Körperpflegeprodukte wurde gemacht. Erstens wurde gefunden, dass es unter all den verschiedenen Komponenten, die in Lanolin enthalten sind, die anti-iso-Fettsäuren sind, die, wenn sie quarternisiert sind, die stärkste Wirkung auf die Gesundheit des Haars und die Handhabung im Haar und/oder die Gesundheit der Haut und die Handhabung auf der Haut haben.
Es wurde des weiteren entdeckt, dass unter diesen ante-iso-Fettsäuren 18-MEA (mit einer C-21-Kette) besonders brauchbar ist und dramatisch verbesserte Ergebnisse im Vergleich zu beispielsweise quarternisierten Lanolinsäuren liefert, die direkt aus Lanolin stammen. So sind Zusätze, die einen relativ hohen Anteil an 18-MEA enthalten, im Vergleich zu beispielsweise Lanolin extrem wirksame Zusätze zu Körperpflegeprodukten.
Jedoch sind diese ante-iso-Fettsäuren und insbesondere 18-MEA typischerweise nicht in großen Mengen in der Natur zu finden. Diese Materialien sind im Allgemeinen auch nicht in Quellen zu finden, aus denen sie leicht in großen Mengen extrahiert werden können. Das US-Patent Nr. 5,476,649, erteilt an Naito et al., offenbart verschiedene synthetische Verfahren der Herstellung von ante-iso-Säuren. Die offenbarten verschiedenen synthetischen Zubereitungen erfordern alle die Verwendung von Reagenzien und Lösungsmitteln wie Benzol, Xylol, Triphenylphosphin, Phosphortribromid usw., die aufgrund ihrer Toxizität mit Handhabungs- und Entsorgungsschwierigkeiten verbunden sind. Diese Herstellungsverfahren sind schwierig, zeitraubend, kostspielig und lösungsmittelintensiv.
Obgleich es wünschenswert ist, Zusätze aus quartären Ammoniumverbindungen (Quats) herzustellen und zu verwenden, die fast ausschließlich aus ante-iso-Fettsäuren hergestellt werden, wurde auch unerwarteterweise gefunden, dass beträchtliche Verbesserungen bei Haar- und Hautpflegeprodukten, Makeup, Kosmetika und dergleichen erhalten werden können, ohne dass ein Bedarf an Formulierungen besteht, die auf im Wesentlichen nur diese quartären Ammoniumverbindungen (Quats) beschränkt sind. Wünschenswerte und unerwartete Ergebnisse werden auch durch die Verwendung dieser quartären Ammoniumverbindungen (Quats) erhalten, die sich aus Mischungen von ante-iso-Säuren mit anderen Fettsäurespezies, wie Mischungen, die in Lanolin zu finden sind, ergeben, so lange der Gehalt an den ante-iso-Säuren und dementsprechend der Gehalt an ihren entsprechenden quartären Ammoniumverbindungen (Quats) im Verhältnis zu Lanolin angereichert ist. Dies kann beispielsweise durch die Verarbeitung von Lanolinsäuren wie denjenigen, die von McCarthy et al. im US-Patent Nr. 4,069,347 offenbart sind, und deren Anreicherung durch die Zugabe von zusätzlichen quartären ante-iso-Säureammoniumverbindungen (ante-iso-Säure-Quats) wie denjenigen, die bei Naito et al. hergestellt werden, erreicht werden. Eine relative Erhöhung des Gehalts an ante-iso-Fettsäuren kann auch durch Entfernen einer gewissen Menge an weniger wünschenswerten Fettsäurespezies, beispielsweise mittels Konzentrationstechniken wie der molekularen Destillation, durchgeführt werden. Dieser Ansatz kann ohne die Verwendung von Lösungsmitteln durchgeführt werden. Bei der Konzentration von beispielsweise Lanolinsäuren ist es am meisten bevorzugt, Techniken zu verwenden, die zu einer Verringerung des relativen Anteils von iso-Hydroxyfettsäuren und Hydroxyfettsäuren führt, wodurch der relative Anteil der ante-iso-Fettsäuren angereichert wird.
Unter einem ersten Aspekt beruht die vorliegende Erfindung in weitem Sinn auf einem Zusatz zur Verwendung bei Körperpflegeprodukten, der einen Träger und quartäre ante-iso-Fettsäureammoniumverbindungen (ante-iso-Fettsäure-Quats) in einer Menge von 15 bis 75 Gew.-% des Zusatzes, normale quartäre Fettsäureammoniumverbindungen (Fettsäure-Quats) in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% des Zusatzes und quartäre iso-Fettsäureammoniumverbindungen (iso-Fettsäure-Quats) in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-% des Zusatzes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz nicht mehr als 10 Gew.-% quartäre Hydroxyfettsäureammoniumverbindungen (Hydroxyfettsäure-Quats) des Zusatzes enthält.
Unter einem zweiten Aspekt beruht die Erfindung in weitem Sinn auf einem quartären Fettsäureammoniumverbindungszusatz (Fettsäure-Quat-Zusatz), der mit ante-iso-Fettsäureammoniumverbindungen (ante-iso-Fettsäure-Quats) angereichert ist, zur Verwendung bei Körperpflegeprodukten, der erhalten werden kann durch die Bereitstellung von Lanolin, das der folgenden Fettsäurezusammensetzung entspricht:
Ante-iso-Fettsäuren: 17,67 Gew.-%;
Normale Fettsäuren: 12,87 Gew.-%;
Iso-Fettsäuren: 21,43 Gew.-%
Hydroxyfettsäuren: 26,73 Gew.-%
Iso-Hydroxyfettsäuren: 8,56 Gew.-%,
wobei der Gehalt an ante-iso-Fettsäuren in dem Lanolin mit einer Menge von mindestens 10 Gew.-% angereichert wird und das angereicherte Lanolin quarternisiert wird, um den Zusatz zur Verfügung zu stellen.
Unter einem dritten Aspekt beruht die Erfindung in weitem Sinn auf einem Verfahren zur Herstellung einer quartären Ammoniumverbindungsmischung (Quat-Mischung) zur Verwendung als Zusatz für ein Körperpflegeprodukt, umfassend das Zurverfügungstellen des Lanolins, das Anreichern des ante-iso-Fettsäuregehalts des Lanolins und das Quarternisieren des angereicherten Lanolins, um die quartäre Ammoniumverbindungsmischung (Quat-Mischung) zur Verfügung zu stellen.
Ein Körperpflegeprodukt, das einen Zusatz gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung umfasst, und die Verwendung eines Zusatzes gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung bei der Herstellung eines Körperpflegeprodukts werden ebenfalls ins Auge gefasst.
Eine Reihe von bevorzugten Merkmalen der Erfindung ist in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde gefunden, dass viele der quartären Ammoniumverbindungen (Quats), die aus mit ante-iso angereicherten Mischungen hergestellt wurden, mit anionischen, oberflächenaktiven Mitteln kompatibel sind. Für die Zwecke dieser Anmeldung bedeutet "mit anionischen, oberflächenaktiven Mitteln kompatibel", dass sich eine klare Lösung, d.h. eine Lösung ohne eine bemerkenswerte Präzipitation oder Trübung, ergibt, sobald die quartäre Ammoniumverbindung (Quat) mit dem oberflächenaktiven Mittel gemischt worden ist. Dies ist überraschend, da man früher der Meinung war, dass es bei quartären Standard-Lanolinsäureammoniumverbindungen (Standard-Lanolinsäure-Quats), wie denjenigen, die von McCarthy et al. beschrieben wurden, die Anwesenheit von beträchtlichen Mengen an quartären Hydroxyfettsäureammoniumverbindungen (Hydroxyfettsäure-Quats) war, was sie mit einem anionischen oberflächenaktiven Mittel kompatibel machte. Da erfindungsgemäß die iso-Hydroxy-Fettsäuren und die Hydroxyfettsäuren im Allgemeinen entfernt oder ihre relativen Anteile verringert werden, ist es völlig unerwartet, immer noch eine Kompatibilität mit einem anionischen oberflächenaktiven Mittel zu beobachten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ante-iso-Säuren entsprechen der folgenden Formel:
wobei "z" jede positive ganze Zahl sein kann und R eine Methylgruppe ist.
Hydroxyfettsäuren umfassen mindestens eine -OH-Gruppe, die an der Fettsäurekette gebunden vorliegt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Menge an Hydroxyfettsäuren oder iso-Hydroxyfettsäuren vorzugsweise auf ein Niveau herabgesetzt, das um mindestens etwa 10% geringer ist als dasjenige, das typischerweise in Lanolin zu finden ist, und stärker bevorzugt sind sie im Wesentlichen eliminiert. Des weiteren wird die Menge der ante-iso-Fettsäuren vorzugsweise auf einem Niveau gehalten, das höher ist als dasjenige, das typischerweise in Lanolin zu finden ist, stärker bevorzugt auf einem Niveau, das mindestens etwa 10% höher ist, als dasjenige, das typischerweise in Lanolin zu finden ist.
Eine Fettsäuremischung, die für die Herstellung von quartären Ammoniumverbindungen (Quats) gemäß der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, besitzt eine Fettsäuregehaltsverteilung, wie in der nachfolgenden Tabelle I gezeigt.
TABELLE 1
Für Vergleichszwecke ist eine typische Verteilung der Fettsäuren, die in Lanolinsäuren enthalten sind, in der nachstehenden Tabelle II gezeigt
TABELLE II
Wie aus Tabelle II ersichtlich ist, enthält die Fettsäureverteilung von typischen Lanolinsäuren mehr als 35% Hydroxyfettsäuren und iso-Hydroxyfettsäuren. Es ist wünschenswert, diese Hydroxyfettsäure- und iso-Hydroxyfettsäurespezies zu verringern oder zu eliminieren, wodurch die Konzentration der ante-iso-Fettsäuren erhöht wird. Alternativ können entweder andere Fettsäurespezies eliminiert werden oder zusätzliche ante-iso-Fettsäuren können zugegeben werden, um den relativen Anteil der ante-iso-Fettsäuren zu erhöhen.
Die spezifischen quartären Verbindungen gemäß der Erfindung können beispielsweise die folgende Formel (1) aufweisen:
wobei mindestens einer der Reste R
ist, wobei R₃ eine Methylgruppe ist, z zwischen 0 und 30 schwanken kann, jedes A₁ und A₂ gleich oder unterschiedlich ist und A₁ und A₂ unabhängig voneinander Alkoxy oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, R₄ und R₅ identische oder unterschiedliche Alkylgruppen sind, n von 0 bis 10 reichen kann, x von 1 bis 6 reichen kann, Y^– Gegenionen sind und dann, wenn nur ein Rest R
ist, der andere Rest R eine aromatische Gruppe oder eine aliphatische, geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen ist. Vorzugsweise weist dann, wenn R
ist, R 8 bis 30 Kohlenstoffatome auf, liegt z vorzugsweise im Bereich von 3 und 25, liegt z stärker bevorzugt im Bereich von 5 bis 22, beträgt z am meisten bevorzugt 16; wenn nur ein Rest R
ist, dann ist ein anderes R vorzugsweise eine aliphatische Alkylgruppe mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen, stärker bevorzugt 14 bis 22 Kohlenstoffatomen; R₄ und R₅ sind dann unabhängig voneinander Niederalkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, stärker bevorzugt Methyl oder Ethyl, am meisten bevorzugt sind R₄ und R₅ beide Methyl; A₁ und A₂ sind unabhängig voneinander Ethoxy, Polyethoxy, Propoxy, Methyl oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; Y^– sind Halogen, Schwefel oder Stickstoff enthaltende Anionen; am stärksten bevorzugt Halogene, Sulfate, Sulfite, Sulfide oder Nitroanionen. Am meisten bevorzugt ist R abgeleitet von 18-Methyleicosansäure, d.h. z ist 16.
Andere spezifische quartäre Verbindungen gemäß der Erfindung können auch beispielsweise die Formel (II) aufweisen:
wobei die Reste R
sind, R₃ eine Methylgruppe ist, z von 0 bis 30 reichen kann; R₆ und R₇, die gleich oder verschieden sind, jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe oder eine aliphatische Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, gradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt, oder eine Alkoxygruppe sind; x zwischen 1 und 6 schwankt; A Alkoxy oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist; Y^– ein Gegenanion ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Halogen, Schwefel oder Stickstoff enthaltenden Anionen besteht. Vorzugsweise ist R eine Alkylgruppe mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, und reicht z von 3 bis 25. Stärker bevorzugt schwankt z zwischen 5 und 22, am meisten bevorzugt ist z 16; R₆ und R₇, die gleich oder verschieden sein können, sind jeweils unabhängig eine aromatische Gruppe oder eine aliphatische Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Ethoxy-, Polyethoxy-, Propoxy- oder Polypropoxygruppe; A ist Ethoxy, Polyethoxy, Propoxy oder Polypropoxy oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen; Y^– ist vorzugsweise ein Halogen-, Sulfat-, Sulfit-, Sulfid- oder Nitroanion. Am meisten bevorzugt ist R von der 18-Methyleicosansäure abgeleitet, d.h. z ist 16.
Die quarternären Ammoniumverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung können mittels einer beliebigen Technik hergestellt werden, beispielsweise ohne Einschränkung nach den Verfahren, die in der US-Patentanmeldung Nr. 09/409,203 ("'203 Anmeldung") von den Erfindern Pereira und Barinova oder in der US-Patentanmeldung 09/409,204 ("'204 Anmeldung") von den Erfindern Pereira und Nikolopolous beschrieben sind. Diese beiden Anmeldungen wurden am 30. September 1999 eingereicht und sind auf den Übertragungsempfänger der vorliegenden Erfindung übertragen worden.
Die '203 Anmeldung beschreibt eine beispielhafte Synthese, bei der die quartären Ammoniumverbindungen hergestellt werden, indem zuerst Fettsäure und Diethylentriamin (DETA) oder ähnliche Aminspezies miteinander umgesetzt werden. Das Produkt sollte dann abgekühlt werden und Ethylenoxid sollte zugegeben werden. Nachdem das Ethylenoxid ausreichend zur Reaktion gebracht worden ist, sollte die Charge weiter gekühlt und dann in Gegenwart von Propylenglycol, Butylenglycol, Isopropylalkohol und dergleichen mit Dimethylsulfat, Methylchlorid, Benzylchlorid und dergleichen oder einem anderen Quaternisierungsmittel, das Fachleuten allgemein bekannt ist, quarternisiert werden.
Die '204 Anmeldung beschreibt eine beispielhafte Synthese, bei die die quartären Ammoniumverbindungen (Quats) durch Umsetzen von Fettsäuren, Ölen, Triglyceriden oder Mischungen davon mit Dialkylaminen wie gamma-Dimethylaminopropylamin (DMAPA), gamma-Diethylaminopropylamin (DEAPA) unter Verwendung eines alkalischen Katalysators wie Natriumhydroxid hergestellt werden, wobei ein Amidoamin entsteht. Das geeignete Amidoamin wird dann entweder mit Ethylenchlorhydrin oder Ethylenbromhydrin in einer Lösungsmittelmischung wie Wasser und Propylenglycol quarternisiert.
Wie vorstehend erörtert, sind verschiedene Aminspezies brauchbar, um quartäre Ammoniumverbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, die ohne Einschränkung Dialkylamine wie Diethylentriamin (DETA), gamma-Dimethylaminopropylamin (DMAPA), gamma-Diethylaminopropylamin (DEAPA) oder Triethylentetraamin (TETA) umfassen.
Diese quartären Ammoniumverbindungen liegen herkömmlicherweise zusammen mit Gegenionen vor. Gegenionen können alle solche Ionen sein, von denen bekannt ist, dass sie mit quaternisierten Aminoaminen einsetzbar sind, wie beispielsweise ohne Einschränkung Chlor, Brom usw.
Quartäre Ammoniumverbindungen können auch in Formulierungen mit einem variierenden Bereich an kationischen Aktivitäten eingearbeitet werden. Die kationische Aktivität einer quartären Ammoniumverbindungen wird verwendet, um den Gehalt der quartären Ammoniumverbindungen, die in dem Lösungsmittel dispergiert (disbursed) oder gelöst sind, auf Gewichtsprozent-Basis zu messen. So wird eine quartäre Ammoniumverbindung, die eine 50%ige kationische Aktivität besitzt, in einem 50-%igen Gewichtsverhältnis in dem Lösungsmittel bereitgestellt. Allgemein ist es bevorzugt, dass eine höherprozentige kationische Aktivität bereitgestellt wird. Dies kann durch Verdünnen oder Konzentrieren von Lösungen der quartären Ammoniumverbindungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, erfolgen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Wenngleich Wasser als Träger oder Lösungsmittel verwendet werden kann, schließen andere brauchbare Träger Glycole oder Polyglycole, Fettalkohole, Alkoxyalkohole oder beliebige Mischungen dieser Lösungsmittel ein. Andere brauchbare Lösungsmittelmischungen sind in der US-Patentanmeldung Ser. No. 09/438,631 der Erfinder Barinova, Nikolopolous und Pereira zu finden. Diese Anmeldung wurde am 12. November 1999 eingereicht und ist auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung übergegangen.
Es ist auch bevorzugt, dass die sich ergebenden quartären Ammoniumverbindungen (Quats) zu Flocken oder Pastillen verarbeitet werden können. Ob eine Formulierung zu Flocken verarbeitet werden kann, wird gemessen, indem ein relativ dünner Film (1/6'' bis 1/8'') einer erwärmten Zusammensetzung auf eine Metallplatte gegossen und zur Abkühlung gebracht wird. Der gekühlte Film wird dann mittels einer beliebigen Art eines mechanischen Verfahrens zu kleinen Flocken "zerbröckelt" oder "zerrieben". So muss eine erfolgreiche Zusammensetzung zwei Eigenschaften besitzen. Als erstes muss die Zusammensetzung die Eigenschaft besitzen, dass sie leicht auf die Platte gegossen werden kann, wodurch ein dünner Film gebildet wird. Zweitens muss die Zusammensetzung, sobald sie abgekühlt ist, nach dem Zerkrümeln oder Zerreiben in Flocken zerbrechen. Diese Flocken werden dementsprechend problemlos gelagert und bei Bedarf erneut geschmolzen.
Die Pastillenbildung ist ein Verfahren, bei dem kleine Mengen der gewünschten Formulierung zu Pastillen verarbeitet werden. Man lässt diese Pastillen dann abkühlen, wobei ein Produkt gebildet wird, das in fester Form vorliegt, jedoch leicht in den flüssigen Zustand zurückgeführt werden kann. Ob eine Formulierung in Pastillen überführt werden kann, ist durch Verteilen von kleinen Mengen der erwärmten Formulierung in Pastillenform messbar. Man lässt diese Pastillen dann abkühlen. Die Pastillen müssen leicht, ohne große Mengen an Wärme, vorzugsweise unterhalb des Siedepunkts von Wasser, schmelzbar sein.
Der Gehalt an ante-iso-Fettsäuren in quartären Ammoniumverbindungsmischungen kann durch die Zugabe von relativ reinen ante-iso-Fettsäuren zu einer bestehenden Mischung angehoben werden. In Fällen, in denen die Anreichung des ante-iso-Fettsäuregehalts durch die Zugabe von ante-iso-Fettsäuren zu einer bestehenden Mischung aus Fettsäurespezies wie Lanolin bewirkt wird, enthält die sich ergebende Mischung Hydroxyfettsäuren; jedoch wird ihr relativer Prozentsatz entsprechend verringert. In diesem Zusammenhang sollte "angereichert" bzw. "Anhebung des Gehalts" im wesentlichen als eine Menge enthaltend ausgelegt werden, die größer ist als die Menge an ante-iso-Fettsäuren, die in Lanolin enthalten ist, und stärker bevorzugt um etwa 10% größer als die Menge der ante-iso-Fettsäuren, die in vergleichbaren Lanolinmischungen und -zusammensetzungen enthalten ist. Ein Zusatz für Körperpflegeprodukte einschließlich Haarpflegeprodukten (Shampoos und Haarpflegemittel (Conditioner)), Hautpflegeprodukten und Kosmetika, der aus diesen ante-iso-Fettsäuremischungen hergestellte quartäre Ammoniumverbindungen (Quats) enthält, wird von dieser Erfindung ebenfalls ins Auge gefasst.
Es ist möglich, einen Zusatz für Produkte für die Haarpflege, Kosmetik und Hautpflege zur Verfügung zu stellen, der im Wesentlichen aus quartären Verbindungen der ante-iso-Fettsäuren besteht. In diesem Zusammenhang sollte der Begriff "im Wesentlichen bestehend aus" als andere Fettsäurespezies, die üblicherweise in Lanolin zu finden sind, wie Hydroxyfettsäuren, unsubstituierte oder normale Fettsäuren und iso-Fettsäuren ausschließend ausgelegt werden. Diese sollten, falls sie überhaupt vorhanden sind, in einer so kleinen Menge wie möglich und vorzugsweise mit weniger als insgesamt 15 Gew.-% des Zusatzes vorliegen.
Es ist auch möglich, einen Zusatz für solche Körperpflegeprodukte zur Verfügung zu stellen, der im Wesentlichen aus 18-MEA besteht. "Im Wesentlichen bestehend aus" ermöglicht in diesem Zusammenhang das Vorhandensein von bis zu 20% anderer quartärer ante-iso-Fettsäureammoniumverbindungen (ante-iso-Fettsäure-Quats) und bis zu 15% quartärer Ammoniumverbindungen (Quats) auf der Basis von Hydroxyfettsäuren, unsubstituierten Fettsäuren und/oder iso-Fettsäuren. Körperpflegeprodukte, die einen der vorstehend angegebenen Zusätze enthalten, werden auch ganz besonders ins Auge gefasst.
Schließlich sind die quartären Ammoniumverbindungen (Quats) und insbesondere die Zusätze, die gemäß der vorliegenden Erfindung aus den quartären Ammoniumverbindungen (Quats) erzeugt werden, vorzugsweise mit anionischen oberflächenaktiven Mitteln kompatibel. Es sollte klar sein, dass nicht alle dieser quartären Ammoniumverbindungen (Quats) mit anionischen oberflächenaktiven Mitteln kompatibel sind. Beispielsweise sind bestimmte quartäre Dialkylammoniumverbindungen (Dialkyl-Quats), die in der '204 Anmeldung offenbart sind, nicht kompatibel. Im Allgemeinen sind diejenigen quartären Dialkylammoniumverbindungen (Dialkyl-Quats), die keine freien, zum Zwecke der Quarternisierung des N-Atoms des Amids an den Fettsäuren gebundenen Hydroxygruppen aufweisen, mit den anionischen oberflächenaktiven Mitteln nicht kompatibel. Des weiteren sind quartäre Benzylammoniumverbindungen (Benzyl- Quats) gemäß der '203 Anmeldung im Allgemeinen mit anionischen oberflächenaktiven Mitteln ebenfalls nicht kompatibel.
Zusätzlich zu den quartären Ammoniumverbindungen (Quats) und Lösungsmitteln können Zusätze für Körperpflegeprodukte gemäß der vorliegenden Erfindung andere Formulierungen mit quartären Ammoniumverbindungen (Quat-Formulierungen), z.B. diejenigen, die in der '203 und '204 Anmeldung beschrieben sind (was zu Hybrid-Mischungen führt), Fettalkohole mit C₁₂-C₂₂ Ketten (die das Flockungsvermögen verbessern), Glycole (für die Handhabung) sowie Proteinzusätze aufweisen. Die sich ergebenden Ammoniumverbindungsformulierungen (Quat-Formulierungen) und die sich ergebenden Mischungen können möglicherweise in einer Vielzahl von Haut- und Haarpflegeprodukten verwendet werden, einschließlich Salben, Lotionen, antibakteriellen Produkten, Shampoos, Haarpflegemitteln (Conditioner), Rasierzubereitungen usw., ohne darauf beschränkt zu sein.
Die quartären Ammoniumverbindungszusätze (Quat-Zusätze) der vorliegenden Erfindung können diesen Körperpflegeprodukten im Allgemeinen in einer Menge zugegeben werden, die ausreicht, um für eine kationische Aktivität (auf aktiver Basis) zwischen etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% zu sorgen. Diese quartären Ammoniumverbindungszusätze (Quat-Zusätze) sind in Produkten wie Shampoos, Haarpflegemitteln (Conditioner), Hautpflegeprodukten und dergleichen nützlich.
BEISPIELE
Die Beispiele I–III zeigen das typische Verfahren für die Herstellung einer quartären Ammoniumverbindungsformulierung (Quat-Formulierung) gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Beispiel IV kombiniert die quartäre Ammoniumverbindungsformulierung (Quat-Formulierung) gemäß der vorliegenden Erfindung mit Behenyltrimethylammoniummethosulfat und Cetearylalkohol (Cetylalkohol), um ein beispielhaftes Hybrid-Mischprodukt herzustellen. Die Tabelle IV zeigt die Fettsäurezusammensetzung, die verwendet wird, um die schließlich erhaltenen Lösungen der Beispiele III und IV herzustellen.
TABELLE III
BEISPIEL I – HERSTELLUNG VON ALKYLAMIDOAMIN
1058,42 g (3,324 Mol) der Säuremischung, die der vorstehend angegebenen Tabelle IV entspricht, wurden in ein Reaktiongefäß aus Glas gefüllt, das mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Rückflusskühler und einer Stickstoff-Spülleitung ausgestattet war. Bei einer Temperatur von 60 bis 68°C wurden 441,58 g (4,329 Mol) Dimethylaminopropylamin zugegeben, und die Reaktionsmasse wurde auf 150 bis 180°C erhitzt. Die Charge wurde bei 150 bis 180°C umgesetzt, bis die Säurezahl 7,2 mg KOH betrug. Dann wurde Vakuum angelegt, um überschüssiges Dimethylaminopropylamin zu entfernen. Das Endprodukt hatte eine Säurezahl von 3,9 mg KOH, einen Basenwert von 134 mg KOH und einen Schmelzpunkt von 42 bis 45°C.
BEISPIEL II – QUATERNISIERUNG DES ALKYLAMIDOAMINS VON BEISPIEL I
329,35 g (0,8236 Mol) des Alkylamidoamins von Beispiel I wurden in ein Reaktionsgefäß aus Glas gefüllt, das mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Rückflusskühler und einer Stickstoff-Spülleitung ausgestattet war. Das Produkt wurde auf 60°C erhitzt und 50 g Butylenglycol wurden zugegeben. 126,42 g (0,82 Mol) Diethylsulfat wurden langsam unter Rühren zugegeben. Die Charge wurde 3 Stunden bei 75 bis 80°C gehalten. Die endgültige Säurezahl betrug 8,7 mg KOH und der Basenwert betrug 2,8 mg KOH. Die endgültige Substanz war ein weicher Feststoff mit einer 90%igen kationischen Aktivität.
BEISPIEL III – HERSTELLUNGEN VON FLÜSSIGEN QUARTÄREN AMMONIUMVERBINDUNGEN
150 g der Formulierung von Beispiel II wurden mit Wasser verdünnt, um ein Produkt mit einer 30%igen kationischen Aktivität zu erhalten. Dieser Zusatz war bei Raumtemperatur flüssig, und es wurde gefunden, dass er mit anionischen oberflächenaktiven Mitteln kompatibel war.
Die in Beispiel II hergestellte quartäre ante-iso-Ammoniumverbindungsformulierung (ante-iso-Quat-Formulierung) wurde auch mit Behenyltrimethylammoniummethosulfat und Cetearylalkohol (Cetylalkohol) gemischt, um ein 45%ig kationisch aktives Produkt, das der Flockenbildung fähig war, herzustellen. Diese Zusammensetzung eignete sich nicht zur Einarbeitung in ein klares Shampoo, ist jedoch bei Haarpflegemitteln (Conditionern) brauchbar, wo sie für eine einfache Emulgierung und Eigenverdickung der Formulierung sorgt, während sie gleichzeitig die gewünschten Eigenschaften der quartären ante-iso-Ammoniumverbindung (ante-iso-Quat) zur Verfügung stellt.
BEISPIEL IV – VERGLEICHSBEISPIEL
Die quartäre Ammoniumverbindungsformulierung (Quat-Verbindungsformulierung) des Beispiels III mit einer 30%igen kationischen Aktivität wurde dann gegen eine quartäre Ammoniumverbindungsmischung (Quat-Mischung) getestet, die aus quartären Lanolinammoniumverbindungen (Lanolin-Quats) (hergestellt mittels der in den Beispielen I und II beschriebenen Verfahren) wie in Tabelle III beschrieben hergestellt worden war. Zöpfe aus unbehandeltem braunem Haar, das von International Hair Importers & Products Inc. (70 Westmoreland Ave., White Plains, NY) erhalten wurde, wurden mit 1,5%ig aktiven Lösungen (hergestellt mit Wasser) der in dem Beispiel III und der Tabelle III beschriebenen Zusammensetzungen behandelt. Drei Zöpfe wurden für jede Bewertung verwendet. Die Zöpfe wurden hinsichtlich der Verringerung der Feuchtkämmkraft getestet und unter Verwendung eines Dia-Stron Miniatur-Zugfestigkeitstestgeräts mit trockenen, unbehandelten Zöpfen verglichen. Die Tabelle VI zeigt die durchschnittlichen Ergebnisse, erhalten aus drei separaten Messungen der Verringerung der Kämmkraft für die Zusammensetzungen des Beispiels III und der Tabelle III (quartäre Lanolinammoniumverbindung (Lanolin-Quat)):
TABELLE V
Die prozentuale Verringerung der Feuchtkämmkraft sollte dazu eingesetzt werden, die Kraft, die für das Kämmen eines Haarzopfes erforderlich ist, der vollständig trocken ist, mit der für das Kämmen eines Haarzopfes zu vergleichen, der nass und folglich viel schwieriger zu durchkämmen ist. Eine 100%ige Verringerung der Feuchtkämmkraft bedeutet, dass die erforderliche Kraft die gleiche wie diejenige bei trockenem Haar ist. Dies ist das ideale Ergebnis.
Die Tabelle V zeigt, dass die quartären Ammoniumverbindungsmischungen (Quat-Mischungen) gemäß der vorliegenden Erfindung die Feuchtkämmkraft bei unbehandelten Haarzöpfen um 97,5% im Vergleich zu einer 75,4%igen Verringerung durch die analoge Lanolinsäure von Tabelle III verringerte. Wie aus Tabelle III ersichtlich ist, ging das Lanolinanalogon von insgesamt etwa 35% Hydroxy- und iso-Hydroxysäuren und 11,67% ante-iso-Säuren aus, während die bevorzugte quartäre ante-iso-Ammoniumverbindungsmischung (ante-iso-Quat-Mischung), die aus der in Tabelle IV gezeigten Zusammensetzung hergestellt wurde, etwa 36% ante-iso-Säuren und im Wesentlichen keine Hydroxy- oder iso-Hydroxysäuren aufwies. So führte die Eliminierung der Hydroxy- oder iso-Hydroxysäuren zusammen mit einer Erhöhung der Konzentration von ante-iso-Säure von etwa 18% zu einer 22%igen Verringerung der Spitzenkämmkraft.
Obgleich die Erfindung vorliegend unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass diese Ausführungsformen nur die Prinzipien und Anwendungen der vorliegenden Erfindung erläutern. Es ist deshalb ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen an den erläuternden Ausführungsformen durchgeführt werden können und dass andere Zusammenstellungen aufgefunden werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung betrifft Körperpflegeprodukte.

Claims

Zusatz zur Verwendung in Körperpflegeprodukten, umfassend einen Träger und: quartäre ante-iso-Fettsäure-Ammoniumverbindungen ("ante-iso-Fettsäure-Quats") in einer Menge zwischen 15 und 75 Gew.-% des Zusatzes; normale quartäre Fettsäure-Ammoniumverbindungen in einer Menge von zwischen 10 und 50 Gew.-% des Zusatzes; und quartäre Iso-Fettsäure-Ammoniumverbindungen in einer Menge zwischen 10 und 50 Gew.-% des Zusatzes; dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz nicht mehr als 10% quartäre Hydroxy-Fettsäure-Ammoniumverbindungen ("Hydroxy-Fettsäure-Quats"), bezogen auf das Gewicht des Zusatzes, aufweist.
Zusatz nach Anspruch 1, umfassend quartäre Ammoniumverbindungen ("Quats") der Formel (I):
worin mindestens einer der Reste R ein Fettsäurerest der allgemeinen Struktur
wobei R₃ eine Methylgruppe ist, z zwischen 0 und 30 schwanken kann, jedes A₁ und A₂ gleich oder unterschiedlich ist und A₁ und A₂ unabhängig voneinander Alkoxy oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, R₄ und R₅ identische oder unterschiedliche Alkylgruppen sind, n von 0 bis 10 reichen kann, x von 1 bis 6 reichen kann, Y^– ein Gegenion ist und dann, wenn nur ein Rest R
der andere Rest R eine aromatische Gruppe oder eine aliphatische, geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 30 Kohlenstoffatomen ist.
Zusatz nach Anspruch 2, worin dann, wenn R
ist, R 8 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist, R₄ und R₅ unabhängig voneinander Niederalkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sind, A₁ und A₂ identisch oder unterschiedlich sind und jeweils unabhängig voneinander Ethoxy, Polyethoxy, Propoxy, Methyl oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, Y^– ein stickstoff-, schwefel- oder halogenhaltiges Anion ist und dann, wenn nur ein Rest R
ist, der andere Rest R eine aliphatische Alkylgruppe mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen ist.
Zusatz nach Anspruch 3, worin dann, wenn R
ist, R 8 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist, R₄ und R₅ unabhängig voneinander Methyl oder Ethyl sind, Y^– ein Gegenion ist, das ausgewählt ist unter Halogenen, Sulfaten, Sulfiten, Sulfiden oder Nitro-Anionen, wobei dann, wenn nur ein Rest R
ist, der andere Rest R eine aliphatische Alkylgruppe mit 14–22 Kohlenstoffatomen ist.
Zusatz nach Anspruch 4, worin R₄ und R₅ Methyl bedeuten.
Zusatz nach Anspruch 2, worin mindestens ein Rest R ein Fettsäurerest der 18-Methyl-eicosansäure (18-MEA) ist.
Zusatz nach Anspruch 6, worin beide Gruppen R Fettsäurereste der 18-Methyl-eicosansäure (18-MEA) sind.
Zusatz nach Anspruch 2, worin R₄ und R₅ identisch oder unterschiedlich sind und bis zu 6 Kohlenstoffatomen aufweisen und Y^– ein Gegenion ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus stickstoffhaltigen, schwefelhaltigen und halogenhaltigen Anionen besteht.
Zusatz nach Anspruch 1, umfassend quartäre Ammoniumverbindungen ("Quats") der Formel (II):
worin R ein Fettsäurerest der allgemeinen Struktur
ist, R₃ eine Methylgruppe ist, z zwischen 0 und 30 schwanken kann, R₆ und R₇ identisch oder unterschiedlich sind und jeweils unabhängig voneinander eine aromatische Gruppe oder eine aliphatische, geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe sind, x von 1 bis 6 reicht, A Alkoxy oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, Y^– ein Gegenion ist, das ausgewählt ist aus der aus stickstoffhaltigen, schwefelhaltigen und halogenhaltigen Anionen bestehenden Gruppe.
Zusatz mit oder aus quartärer Fettsäure-Ammonium-Verbindung, der mit quartären ante-iso-Fettsäure-Ammonium-Verbindungen ("Quats") angereichert ist, zur Verwendung in Körperpflegeprodukten, erhältlich durch: Bereitstellen von Lanolin, welches die folgende Fettsäure-Zusammensetzung aufweist: ante-iso-Fettsäuren: 17,67 Gew.-% Normale Fettsäuren: 12,87 Gew.-% iso-Fettsäuren: 21,43 Gew.-% Hydroxy-Fettsäuren: 26,73 Gew.-% iso-Hydroxy-Fettsäuren: 8,56 Gew.-%

Anreichern des Gehalts an ante-iso-Fettsäuren in dem Lanolin um eine Menge von mindestens 10 Gew.-%, und Quaternisieren des angereicherten Lanolins, um den Zusatz bereitzustellen.
Körperpflegeprodukt, umfassend einen Zusatz gemäß einem der voranstehenden Ansprüche.
Körperpflegeprodukt gemäß Anspruch 11, umfassend den Zusatz in einer Menge, die ausreicht, um eine kationische Aktivität von zwischen 0,5 Gew.-% und 10 Gew.-% des Körperpflegeprodukts zu ergeben.
Körperpflegeprodukt gemäß Anspruch 11 oder 12, welches ein Haarwaschmittel, ein Haarpflegemittel ("Conditioner") oder ein Produkt für die Haut ist.
Verfahren zum Herstellen einer Mischung von quartären Ammoniumverbindungen ("Quats") zur Verwendung als Zusatz für ein Körperpflegeprodukt, umfasssend: Bereitstellen von Lanolin, Anreichern des ante-iso-Fettsäure-Gehalts des Lanolins; und Quaternisieren des angereicherten Lanolins zur Bereitstellung der Mischung von quartären Ammoniumverbindungen ("Quats").
Verfahren nach Anspruch 14, worin der Gehalt an ante-iso-Fettsäuren des Lanolins dadurch angereichert wird, dass der Gehalt an Hydroxy-Fettsäuren oder iso-Hydroxy-Fettsäuren in dem Lanolin herabgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, worin das Lanolin die folgende Fettsäure-Zusammensetzung aufweist, bevor es angereichert wird: ante-iso-Fettsäuren: 17,67 Gew.-% Normale Fettsäuren: 12,87 Gew.-% iso-Fettsäuren: 21,43 Gew.-% Hydroxy-Fettsäuren: 26,73 Gew.-% iso-Hydroxy-Fettsäuren: 8,56 Gew.-%

und worin der Gehalt an Hydroxy-Fettsäuren oder iso-Hydroxy-Fettsäuren um einen Betrag von mindestens 10 Gew.-% im angereicherten Lanolin verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, worin das Lanolin die folgende Fettsäure-Zusammensetzung aufweist, bevor es angereichert wird: ante-iso-Fettsäuren: 17,67 Gew.-% Normale Fettsäuren: 12,87 Gew.-% iso-Fettsäuren: 21,43 Gew.-% Hydroxy-Fettsäuren: 26,73 Gew.-% iso-Hydroxy-Fettsäuren: 8,56 Gew.-%

und worin der Gehalt an ante-iso-Fettsäuren um eine Menge von mindestens 10 Gew.-% in dem angereicherten Lanolin gesteigert wird.
Verwendung eines Zusatzes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 bei der Herstellung eines Körperpflegeprodukts.