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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewertung des Grades der Haarschädigung auf
Grundlage der Reissfestigkeit einer Haarfaser in Längsrichtung.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Das
menschliche Haar kann durch verschiedene Faktoren geschädigt werden:
(i) tägliche
Haarpflege, wie die Haarwäsche,
das Fönen
und das Bürsten;
(ii) chemische Behandlungen mit Dauerwellenlösungen, Bleichmitteln, Haarfärbemitteln
usw.; und (iii) Umweltfaktoren, wie z. B. ultraviolettes Licht und
spontane Oxidation. Bekannte Techniken zur Bewertung des Grades
der Haarschädigung
umfassen z. B. das in JP-B-3-10899 offenbarte Verfahren.
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Gemäss diesem
Verfahren wird eine Haarfaser in Längsrichtung gestreckt, und
die Elastizitätsgrenze
wird aus der Zugspannungskurve erhalten. Der Grad der Schädigung wird
durch Vergleich der Elastizitätsgrenze
der Haarfaserprobe mit der einer Referenzprobe bewertet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das
Haarschädigungsbewertungsverfahren auf
Grundlage der Streckeigenschaften, das oben beschrieben ist, ist
bei stark geschädigtem
Haar wirkungsvoll, bei dem die Elastizitätsgrenze einer solchen Haarfaser
von der einer Referenzprobe sehr verschieden ist. Es ist jedoch
schwierig, den Grad der Haarschädigung
unter Verwendung dieses Verfahrens zu bewerten, wenn die Schädigung in
einem Anfangsstadium ist oder der Grad der Schädigung leicht ist, weil die
Elastizitätsgrenze
einer solchen Haarfaser von dem Referenzwert nicht sehr verschieden
ist (die Zugfestigkeit ist kein empfindlicher Index zur Bewertung
des Grades der Haarschädigung).
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Ein
erfindungsgemässes
Ziel ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Bewertung des Grades der
Haarschädigung,
selbst wenn die Haarschädigung
in einem Anfangsstadium oder leicht ist.
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Die
Erfinder haben entdeckt, dass die Festigkeit einer Haarfaser, die
in Längsrichtung
gezogen wird, mit anderen Worten eine Spaltung, ein empfindlicherer
Schädigungsindex
als die herkömmliche Zugfestigkeit
ist.
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Auf
Grundlage der obigen Erkenntnis stellt die Erfindung ein Verfahren
zur Bewertung des Grades der Haarschädigung bereit, welches das
Ziehen einer Haarfaser in Längsrichtung,
wobei eine Reissfestigkeit erhalten wird, und Bewertung des Schädigungsgrades
auf Grundlage der Reissfestigkeit umfasst.
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Erfindungsgemäss kann
der Grad der Haarschädigung
bewertet werden, selbst wenn die Schädigung in ihrem Anfangsstadium
oder leicht ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung einer Vorrichtung, die zur Herstellung
einer Haarfaserprobe verwendet werden kann.
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2 zeigt
die Beziehung zwischen der Reisskraft und der Zeit; die Reissfestigkeit,
der Schädigungsindex
in dieser Erfindung, wird aus dieser Messung erhalten;
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3 stellt
die Ergebnisse der Schädigungsbewertung,
die in dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel durchgeführt wird,
dar, wobei in 3A die Ergebnisse der
Reissfestigkeitsmessungen gezeigt werden und in 3B die
Ergebnisse der Zugfestigkeitsmessungen gezeigt werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nachstehend in bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Gemäss dem erfindungsgemässen Schädigungsbewertungsverfahren
wird eine Haarfaser in Längsrichtung
auseinandergezogen, wobei die Reissfestigkeit erhalten wird, und
der Haarschädigungsgrad
wird auf Grundlage der Reissfestigkeit bewertet.
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Die
Reissfestigkeit einer Haarfaser wird aus der Reisskraft erhalten,
die erforderlich ist, um eine Haarfaser in symmetrische Hälften auseinanderzuziehen.
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Die
Reisskraft wird wie folgt erhalten. Ein Ende einer Haarfaserprobe
wird mit einem Messer usw. in zwei Hälften gespalten, um einen Riss
zu initiieren, und die Probe wird mit Klemmbacken an beiden Spaltungsenden
geklammert. Eine oder beide Klemmbacken werden relativ in einer
geraden Linie bewegt, um die Faser in Längsrichtung auseinanderzuziehen.
Die für
den Riss erforderliche Kraft wird mit einem Belastungsmesser, der
mit einer Belastungszelle ausgestattet ist (z. B. ein im Handel
erhältlicher Kraftmesser),
gemessen.
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Die
Länge des
ursprünglichen
Risses, welcher mit einem Messer in der Haarfaser vorgenommen wurde,
beträgt
vorzugsweise 0,5 bis 5 mm, noch bevorzugter 1 bis 3 mm, um die Leichtigkeit
des Einklemmens und die Symmetrie des Spaltens sicherzustellen (das
Haar sollte in im wesentlichen gleiche Hälften gespalten werden).
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Der
ursprüngliche
Riss (oder die Spaltung) in einem Ende einer Haarfaserprobe kann
z. B. mittels einer in 1 gezeigten Schneidvorrichtung
vorgenommen werden. Die Schneidvorrichtung (1) von 1 weist
eine Plattform (2) auf, auf der eine Haarfaserprobe (H)
fixiert wird, und ein Schneider (3) wird verwendet, um
ein Ende der Haarfaserprobe (H) auf einem vorbestimmte Länge zu spalten.
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Die
Plattform (2) ist so ausgestaltet, dass sie in zwei sich
kreuzende Richtungen bewegt wird und sich um ihre eigene vertikale
Achse in einer horizontalen Ebene dreht, so dass die Haarfaserprobe
(H), die auf einer Aluminiumplatte (A) fixiert ist, genau positioniert
werden kann.
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Der
Schneider (3) ist so gestaltet, dass er in einer horizontalen
Ebene vor und zurück
bewegt und in der vertikalen Richtung nach oben und nach unten bewegt
werden kann, so dass er genau in Übereinstimmung mit der fixierten
Position der Haarfaser (H) positioniert werden kann.
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Ein
Ende der Haarfaser (H), die auf der Plattform (2) fixiert
ist, wird in einer vorgeschriebenen Länge mit dem Schneider (3)
unter Beobachtung durch ein optisches Mikroskop gespalten. Es ist
wichtig, dass die ursprüngliche
Spaltung durch die Mitte der Haarfaser geht, um sie in symmetrische
Hälften zu
teilen.
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Bei
der Messung der Reisskraft wird die Haarfaserprobe über eine
vorbestimmte Länge
auseinandergezogen. Die Risslänge
nach dem ursprünglichen
Riss beträgt
vorzugsweise 0,5 bis 30 mm, noch bevorzugter 1 bis 10 mm, um die
Leichtigkeit der Handhabung sicherzustellen und ein Abweichen von
der Spaltungsrichtung von der Mitte zu verhindern (was zu einer
Asymmetrie führt).
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Zum
Reissen der Haarfaser ist es bevorzugt, eines der Spaltungsenden
mit einer konstanten Geschwindigkeit zu ziehen, wobei das andere
Spaltungsende fixiert ist. Dieser Modus ist geeignet, um die Haarfaser
in gleiche Hälften
entlang der Längsrichtung
auseinanderzuziehen. Weiterhin ist dieser Modus für eine Messung
in Wasser geeignet, wie später
beschrieben wird.
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Die
Reiss (Zieh)-Geschwindigkeit beträgt vorzugsweise 0,2 bis 10
mm/min, noch bevorzugter 0,5 bis 5 mm/min, um das Auseinanderreissen
der Haarfaser in im wesentlichen gleiche Hälften zu erleichtern und die
Reissfestigkeitsdaten stabil zu erhalten.
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Es
wird bevorzugt, dass die Atmosphäre,
in der die Haarfaser nach der Anfangsspaltung gerissen wird, auf
im wesentlichen konstante Temperatur und Feuchtigkeit eingestellt
wird, um Einflüsse
von Umweltbedingungen zu minimieren. Insbesondere wird die Schädigungsbewertung
von stark geschädigtem
Haar, wie z. B. durch chemische Behandlungen geschädigtes Haar,
vorzugsweise in Wasser, wie z. B. reinem Wasser oder ionenausgetauschtem Wasser,
bei einer vorgeschriebenen Temperatur durchgeführt.
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2 ist
ein Graph, der ein Beispiel des Ergebnisses einer Reisskraftmessung
zeigt. In dem Graph ist die Reisskraft (gf) als Ordinate und die
Zeit (sek) als Abszisse aufgetragen.
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Wie
in 2 gezeigt, steigt die Kraft mit der Zeit stark
an und erreicht dann ein Plateau. Der anfängliche steile Ansteig wird
dem Strecken des Durchhangs im anfänglichen Spaltungsteil der
Haarfaser zugeschrieben. Ein eigentliches Reissen tritt im Plateaubereich
auf (nach etwa 13 Sekunden in 2). Die
Plateaukraft wird als Reiskraft genommen, und die Reissfestigkeit
der Proben wird durch Teilen der Reiskraft durch den Durchmesser
der Haarfaser erhalten. Um die Genauigkeit zu erhöhen, wird
die für
die Berechnung zu verwendende Reisskraft durch herkömmliche
statistische Verarbeitung erhalten.
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Die
erfindungsgemässe
Haarschädigungsbewertung
wird vorzugsweise durch Vergleich der gemessenen Reissfestigkeit
mit einer Referenzreissfestigkeit erzielt. Um individuelle Unterschiede
und den Faktor der Schädigung,
der durch die tägliche Haarpflege
bewirkt wird, auszuschliessen, ist die Referenzreissfestigkeit vorzugsweise
eine Reissfestigkeit, die in der gleichen Weise wie oben beschrieben unter
Verwendung einer Haarfaserprobe, die nahe der Wurzel von der gleichen
Person geschnitten wird, erhalten. Eine Reissfestigkeit eines gesunden
Haares, das keiner chemischen Behandlung mit Dauerwellenlösungen,
Bleichmitteln usw. unterzogen worden war, kann ebenfalls als Referenzprobe
verwendet werden. Der Ausdruck "nahe
der Wurzel", wie hier
verwendet, bezeichnet den Teil, der 0 bis 5 cm von der Haarwurzel
entfernt ist. Verschiedene Parameter, wie z. B. das Verhältnis der
Reissfestigkeit zwischen der Bewertungsprobe und der Referenzprobe,
der Unterschied zwischen ihnen, können als Schädigungsbewertungsindizes
verwendet werden. Der Grad der Haarschädigung kann unter Verwendung
dieser Indizes eingestuft werden.
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Das
erfindungsgemässe
Haarschädigungsbewertungsverfahren
ist nützlich,
um nicht nur den Grad der Haarschädigung zu bewerten, sondern auch
den Grad der Besserung der Haarschädigung. Das Verfahren ist vorteilhaft
anwendbar auf die Forschung und Entwicklung von Bedarfsartikeln,
wie z. B. persönlichen
Haarpflegeprodukten, z. B. Shampoos, Spülungen und Konditionierern,
und Haarchemikalien, z. B. Dauerwellenlösungen, Bleichmitteln und Haarfarbstoffen;
der Grad der Besserung der Haarschädigung unter Verwendung dieser
Haarpflegeprodukte kann durch dieses Verfahren bewertet werden.
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Das
erfindungsgemässe
Haarschädigungsbewertungsverfahren
ist insbesondere für
menschliches Kopfhaar geeignet. Natürlich ist es auch zur Bewertung
der Augenbrauen, der Wimpern, des Schnurrbarts oder eines Bartes
oder von tierischen Haaren anwendbar.
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In
dem hiernach aufgeführten
Beispiel wurde die Haarschädigungsbewertung
unter Verwendung der Reissfestigkeit als Schädigungsindex durchgeführt; die
Ergebnisse wurden mit der Schädigungsbewertung
aufgrund von Zugfestigkeitsmessungen verglichen. 3 zeigt
eine durchschnittliche Reissfestigkeit (n = 4) und eine durchschnittliche
Zugfestigkeit (n = 3) mit ihren Standardabweichungen (Fehlerbalken). 3 zeigt
auch eine Referenzreissfestigkeit, die von einer Haarfaser erhalten
wurde, die in einer Position 5 cm von der Haarwurzel entfernt geschnitten
wurde, und eine Referenzzugfestigkeit, die von einer Haarfaser erhalten
wurde, die 0 und 5 cm von der Haarwurzel entfernt geschnitten wurde.
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Haar für die Bewertung
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Haarfaserproben
wurden von einer 27-jährigen
Frau genommen, die etwa 45 cm langes gerades Haar hatte, das keinen
chemischen Behandlungen, wie z. B. Dauerwelle oder Färben, unterworfen
worden war. Das Haar zeigte keine besondere Schädigung im Hinblick auf den
Glanz und die Textur.
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BEISPIEL
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Herstellung von Haarfaserproben
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Eine
Länge von
fast 2 cm wurde aus jeder von vier Haarfaserproben zwischen 38 und
40 cm von der Wurzel entfernt ausgeschnitten. Nahe der Spitze wurde
das Ende in im wesentlichen zwei Hälften auf eine Länge von
etwa 2 mm unter Verwendung der in 1 gezeigten
Schneidvorrichtung unter Beobachtung durch ein optisches Mikroskop
gespalten.
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Messung der Reissfestigkeit
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Beide
Spaltungsenden wurden mit Klemmbacken eingeklammert. Eines wurde
fixiert und das andere war bewegbar. Die bewegbare Klemmbacke wurde
mit einer konstanten Geschwindigkeit (2 mm/min) hochgezogen, und
die Haarfaser wurde in zwei Hälften
auseinandergezogen. Die Reisskraft (gf) wurde mit einem digitalen
Kraftmesser (AD-4937, A & D
Corp., Japan) gemessen. Wie in 2 gezeigt, wurde
die Kraft gegen die Zeit aufgetragen, und die Reisskraft (Plateaukraft)
wurde gemessen; die Reissfestigkeit (gf/mm) wurde durch Teilen der
Reisskraft durch den Durchmesser der Haarfaser erhalten.
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VERGLEICHSBEISPIEL
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Herstellung von Haarfaserproben
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Eine
Länge von
fast 5 cm wurde aus jeder der drei Haarfasern zwischen 40 und 45
cm von der Haarwurzel entfernt ausgeschnitten.
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Messung der Zugfestigkeit
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Die
Zugfestigkeit der Haarfaser wurde unter Verwendung eines Zugdehnungsmessers
(Solid Analyzer RSA II von Rheometrics) gemessen. Eine Zugspannungskurve
wurde durch Ziehen der Haarfaser mit einer konstanten Geschwindigkeit
(10 mm/min) in einer Atmosphäre
von 24°C
und 40 relativer Luftfeuchtigkeit erhalten. Die Streckgrenze in der
Kurve wurde als Zugfestigkeit genommen.
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Wie
in 3A gezeigt war, die Reissfestigkeit
der Haarfaserprobe (nahe der Spitze) 25% kleiner als die der Referenzfestigkeit
(erhalten von der Haarprobe nahe der Wurzel). Andererseits überlappt sich
die Zugspannungskurve der Haarfaser, die nahe der Spitze geschnitten
wurde, mit der der Haarfaser, die nahe der Wurzel geschnitten wurde,
wobei kein signifikanter Unterschied zwischen der Zugfestigkeit (Streckgrenze)
zwischen Wurzel und Spitze erhalten wird.
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Es
ist somit ermittelt worden, dass die in dieser Erfindung beschriebene
Reissfestigkeitsmessung die quantitative Bewertung der Haarschädigung mit
hoher Empfindlichkeit ermöglicht,
selbst wenn die Schädigung
in ihrem Anfangszustand vor einem Erreichen ihres Niveaus ist, welches
durch das Gefühl oder
herkömmliche
Zugfestigkeitsmessungen detektierbar ist.