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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Betain
zur Erhöhung
und/oder zum Erhalt der Elastizität von Haar. Sie bezieht sich
insbesondere auf eine Verwendung von Betain zur Erhöhung und/oder
zum Erhalt der Elastizität
von chemisch behandeltem Haar.
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Hintergrund
der Erfindung
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Haar
wird kontinuierlich verschiedenen Bedingungen unterworfen, die es
trocken machen können, schwächen und/oder
schädigen
können.
Diese umfassen zum Beispiel Shampoonieren, Spülen, Kämmen, Trocknen, Stylen, Dauerwellen,
Bleichen und Färben.
Diese Verfahren verringern die Festigkeit und Elastizität des Haars.
So ist das Haar oft trocken, glanzlos oder brüchig.
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Das
US-Patent Nr. 4,752,467 beschreibt eine Haarbehandlungszusammensetzung,
die Betain und wenigstens eine aliphatische organische Säure umfaßt, zur
Festigung und Konditionierung von menschlichem Haar. Die japanische
Patentpublikation Nr. 6 293 621 offenbart eine Perming-Lösung, die Betain enthält, die eine
ausgezeichnete haarschützende
Wirkung haben soll. Darüber
hinaus offenbart die japanische Patentpublikation Nr. 8217651 eine
saure Haarfärbezusammensetzung,
die Betain umfaßt.
Es wird beschrieben, daß diese
Zusammensetzung ausgezeichnetes Haarfärbevermögen hat, ausgezeichnete Penetrationseigenschaften
hat und Farbechtheit zeigt. Zusätzlich
zu diesen Publikationen beschreibt Rigano, L., et al. (2000) Cosmetic & Toiletries magazine
Bd. 115, Nr. 12, S. 47-54 allgemein die Vorzüge von Betain in Körperpflege-Formulierungen auf
dem kosmetischen Gebiet.
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Allerdings
geht aus keiner der oben genannten Literaturstellen hervor, daß Betain
die Elastizität
von chemisch behandeltem Haar verstärkt und/oder aufrecht erhält.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung von Betain
zur Erhöhung
und/oder zum Erhalt der Elastizität von chemisch behandeltem
Haar. Außerdem
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung von Betain
zur Erhöhung
und/oder zum Erhalt der Elastizität von chemisch behandeltem
Haar vor, gleichzeitig mit oder nach Färben desselben mit einer gewünschten
Haarfarbe.
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Zusätzlich bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Erhöhung und/oder
zum Erhalt der Elastizität
von chemisch behandeltem Haar, umfassend die Anwendung bzw. Auftragung
von Betain in das Haar. Außerdem
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Erhöhung und/oder
zum Erhalt der Elastizität
von chemisch behandeltem Haar, das eine Anwendung bzw. ein Auftragen
von Betain auf Haar ohne darauffolgende Spülung umfaßt.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Erhöhung und/oder
zum Erhalt der Elastizität
von chemisch behandeltem Haar, das eine Anwendung bzw. ein Auftragen
von Betain, vor, gleichzeitig mit oder nach einem Färben desselben
mit einer gewünschten
Haarfarbe umfaßt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
Anmelderin hat nun entdeckt, daß Betain
die Elastizität
und/oder die Zugfestigkeit von Haar, speziell von chemisch behandeltem
Haar erhöht.
Es wurde festgestellt, daß eine
wäßrige Betain-Lösung das
Haar sowohl in elastischen als auch in gestreckten Bereichen verstärkt, wenn
sie auf gebleichtes Haar aufgetragen bzw. angewendet wird. Außerdem wurde
festgestellt, daß Betain
den Glanz und die Leuchtkraft des Haars verlängert. Es erhöhte auch
den Haarkörper.
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In
der vorliegenden Erfindung bezieht sich Betain auf Trimethylglycin,
eine Verbindung der Formel:
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Die
Verbindung wird auch Trimethylammonioacetat, 1-Carboxy-N,N,N-trimethylmethanaminium,
inneres Salz oder Glycinbetain genannt. In seiner reinen Form ist
Betain eine weiße
kristalline Verbindung, die in Wasser und niederen Alkoholen, zum
Beispiel Methanol und Ethanol, leicht löslich ist. Aufgrund seiner
zwitterionischen (amphoteren) Struktur ist Betain fähig, sowohl
saure als auch alkalische Lösungen
zu neutralisieren.
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Betain
ist im Handel von Finnfeeds Finnland, Ltd. verfügbar. In der vorliegenden Erfindung
kann Betain zum Beispiel als Anhydrid, als Monohydrat oder Salz
verwendet werden.
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In
der vorliegenden Erfindung bezieht sich das Ausdruck Elastizität auf die
Flexibilität
von Haar und/oder auf die Zugfestigkeit von Haar. Darüber hinaus
bezieht sich in der vorliegenden Erfindung "chemische Behandlung" auf Bleichen oder Färben und chemisch behandeltes
Haar bezieht sich auf gebleichtes oder gefärbtes Haar.
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Die
chemischen Prozesse, die mit Bleichen oder Färben von Haar in Verbindung
stehen, sind sehr hart und verursachen eine Verringerung beim Elastizitätsmodul
und beim Elastizitätsgradienten
des Haars im Vergleich zu unbehandeltem Haar. Speziell wenn dunkles
Haar gefärbt
wird, zum Beispiel Haar des dunklen europäischen Typs oder spezifisch
orientalisches und ethnisches Haar, mit einer Farbe, die heller
als die ursprüngliche
ist, gefärbt
wird, muß die
ursprüngliche
Farbe entfernt werden, zum Beispiel durch Bleichen, bevor es mit
der gewünschten
Farbe gefärbt
wird. Während
dieser Prozesse wird das Haar einer beträchtlichen chemischen Schädigung unterworfen,
die als eine Reduzierung im Elastizitätsmodul und Elastizitätsgradienten des
Haars erkannt wird.
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In
der vorliegenden Erfindung wurden festgestellt, daß Betain
eine herausragende Wirkung auf die Elastizität von chemisch behandeltem
Haar hat. Die Anwendung bzw. Aufbringung von Betainlösung auf
chemisch behandeltes Haar vom europäischen Typ und orientalisches
Haar ohne darauffolgende Spülung
hat im Vergleich zu einem Wasserplazebo einen signifikanten Effekt.
Die Verwendung von Betain-Lösung,
um die Wirkung eines Konditioniererprodukts, das ausgespült wird,
auf chemisch behandeltes Haar zu simulieren, hatte im Vergleich
zu einem Wasserplacebo bei orientalischem Haar einen deutlichen
Effekt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann Betain vor, gleichzeitig mit oder nach der chemischen
Behandlung des Haar angewendet werden. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird Betain zur Erhöhung und/oder zum Erhalt der
Elastizität
von chemisch behandeltem Haar vor, gleichzeitig mit oder nach weiterem
Färben
des Haars mit einer gewünschten
Haarfarbe verwendet.
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In
der vorliegenden Erfindung könnte
Betain in Form zum Beispiel einer wäßrigen Lösung oder einer herkömmlichen
Konditionier- oder Shampoonier-Zusammensetzung auf das Haar angewendet
werden, allerdings besteht keine Beschränkung auf diese Formen. Eine
herkömmliche
Haarpflegezusammensetzung kann in Form einer Lotion, eines Schaums,
eines Sprays, eines Gels oder einer Haarmaske sein. Sie kann in
Form einer "rinse-off-
oder "leave-on"-Formulierung sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird Betain zu einer "leave-on"-Konditionierformulierung formuliert.
Außerdem
könnte
Betain in eine Bleich-Färbeformulierung
eingearbeitet werden. Zusätzlich
zur Erhöhung
und/oder zum Erhalt der Elastizität von Haar schützt Betain
das Haar auch gegen weitere Schädigung,
wenn zum Beispiel das gebleichte Haar anschließend gefärbt wird. Betain erhöht auch
die Farbintensität
der Haarfarbe. Betain verlängert
auch den Glanz und die Leuchtkraft des Haars und verstärkt den
Körper
des Haars.
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Die
gemäß der vorliegenden
Erfindung zu verwendende Menge an Betain hängt zum Beispiel vom Zustand
des Haars, der Herkunft des Haars oder Formulierung des Haarpflegeprodukts
ab. Die Menge an Betain kann von etwa 0,1 % bis etwa 50 Gew.%, vorzugsweise
von etwa 0,5 % bis etwa 15 Gew.% variieren.
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Die
Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele detaillierter beschrieben.
Die Beispiele werden lediglich zur Erläuterung der Erfindung bereitgestellt
und sie sollten nicht so konsktruiert sein, daß sie den Rahmen der Erfindung
in irgendeiner Weise beschränken.
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Beispiele
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Die
Wirkung bzw. der Effekt von Betain auf die Elastizität von Haar
wurde durch Messung der Zugfestigkeit von Haar untersucht.
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Das
in dieser Studie verwendete Verfahren folgt größtenteils den in BS EN ISO
5079:1996 angegebenen Richtlinien für das Testen von Fasern auf
Zugfestigkeit. Die Messungen wurden mit einem Dia-Stron MTT170 Testgerät für die Zugfestigkeit
durchgeführt.
Für jede
Messung wurden 50 Haar statistisch Haarschopf entnommen. Jedes Haar
wurde einzeln in die Zug-Spann-Vorrichtung
eingebaut und unter kontrollierten Bedingungen, bei einer Geschwindigkeit
von 20 mm/min gezogen, bis ein Reißen erfolgt. Die Spannvorrichtung, die
unter Computerkontrolle und für
jedes Haar betrieben wurde, zeichnet die angelegte Spannung gegen
die Verlängerung
auf. Es wurde auch der Durchmesser jedes Haars bis zu einer Auflösung von
1 µm gemessen, wobei
ein digitaler Mikrometer verwendet wurde. Unter Verwendung der gemessen
Haardurchmesser und einer fixierten Meßlänge wurden die Daten in Spannung
bzw. Dehnung (Last/Einheitsfläche)
gegen Verformung (% Ausdehnung) umgewandelt.
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Beispiel 1
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Sechs
Locken, drei von Haar vom europäischen
Typ und drei von orientalischem Haar, wurden einer Bleichvorbehandlung
unterworfen. Die Locken wurden zweimal in Folge behandelt um beschädigte Proben
für diese
Studie bereitzustellen. Das Verfahren wurde mit den Locken jedes
Typs als eine Gruppe durchgeführt, so
daß sie
jeweils genau denselben Bearbeitungsgrad hielten. Da das Haar jeder
Gruppe aus derselben Quelle erhalten wurde, kann jede Gruppe als
drei identische Locken umfassend angesehen werden. Um ihren Zustand
vor Beginn der Studie zu standardisieren, wurden alle sechs Locken
in einer Lösung
mit 15 % Wirkstoff, Natriumlaurethsulfat (SLES), gewaschen und natürlich trocknen
gelassen.
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Um
außerdem
eine Basislinie für
die Evaluierung bereitzustellen, wurden Haare aus einer Locke in
jeder Gruppe entnommen und wurden in diesem unbehandelten Zustand
gemessen. Die verbleibenden vier Locken wurden nach dem unten genau
beschriebenen Protokoll behandelt und Haare, die aus ihnen genommen wurden,
wurden dann in der gleichen Weise gemessen.
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Zwei
Locken, eine von Haar des europäischen
Typs und eine von orientalischem Haar, wurden benetzt und 1 g SLES-Lösung wurde
durch das Haar jeder Locke für
60 Sekunden massiert, um die Verwendung eines Shampoos zu simulieren.
Die Locken wurden dann für
60 Sekunden gespült, überschüssiges Haar
wurde durch Quetschen des Haars zwischen Dauen und Zeigefinger entfernt.
1 g einer 5%igen wäßrigen Betainlösung wurde
dann durch das Haar jeder Locke für 30 Sekunden massiert und
dann für
15 Minuten auf dem Haar gelassen, um eine intensive Konditionierbehandlung
zu simulieren, bevor 60 Sekunden lang gespült wurde. Überschüssiges Wasser wurde erneut
durch Pressen des Haars zwischen Daumen und Zeigefinger entfernt, wonach
die Locken gekämmt
wurden und natürlich
trocknen gelassen wurden. Das oben beschriebene Verfahren wurde
dann für
insgesamt 5 vollständige
Zyklen wiederholt, die Locken wurden erneut mit SLES-Lösung gewaschen,
gespült
und erneut mit Betain-Lösung
behandelt, um eine wiederholte Anwendung eines Shampoos und eines
Konditionierers zu simulieren.
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Zwei
weitere Locken, wiederum eine aus Haar des europäischen Typs und eine aus orientalischem Haar,
wurden behandelt, und zwar demselben Waschverfahren folgend, allerdings
unter Anwendung von Wasser anstelle der Betainlösung. Wiederum wurden 5 vollständige Zyklen
durchgeführt,
um sicherzustellen, daß das
Haar in diesen Locken dieselbe Menge an mechanischem Abrieb erhielt
und fähig
war als Plazebo-Kontrolle
zu dienen.
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Die
Resultate (Mittelwerte) sind in Tabelle 1 und 2 für Haar des
europäischen
Typs bzw. für
das orientalische Haar angegeben.
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Tabelle
1: Haar des europäischen
Typs
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Die
Resultate zeigen, daß für Haar des
europäischen
Typs sowohl Elastizitätsmodul
als auch Elastizitätsgradient
nach Behandlung mit Wasser oder Betainlösung deutlich verringert waren.
Diese Resultate zeigen an, daß der
beträchtliche
Grad der mechanischen Manipulation, die im Wasch/Kämm/Trocknungsverfahren
involviert ist, das Haar geschädigt
hat und darüber
hinaus seine Elastizität
reduziert hat. Plateudehnung, 15 % Dehnung und 25 % Dehnung waren
nach Behandlung mit Wasser oder Betainlösung im Vergleich zum unbehandelten
Basislinienhaar alle deutlich höher.
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Tabelle
2: Orientalisches Haar
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Die
Resultate zeigen, daß wie
für das
Haar vom europäischen
Typ sowohl Elastizitätsmodul
als auch Elastizitätsgradient
des orientalischen Haars nach der Behandlung mit Wasser deutlich
verringert waren. Dies zeigt an, daß der beträchtliche Grad an mechanischer
Manipulation, die beim Wasch/Kämm/Trocknungsverfahren
involviert ist, das Haar schädigte,
sogar noch weiter seine Elastizität verringerte. Nach Behandlung
mit Betainlösung
waren jedoch die Zahlen für
diese Parameter beide deutlich höher.
Dieses Resultat zeigt an, daß die
Betainbehandlung nicht nur die Manipulationsschädigung überwindet, sondern außerdem den
Zustand des Haars in dieser elastischen Region weiter verbessert.
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Bei
einem Vergleich der Locke, die mit Betainlösung behandelt worden war,
zu der, die mit Wasser behandelt worden war, zeigten die Parameter
des Elastizitätsmoduls,
des Elastizitätsgradienten,
der 15 % Dehnung und der 25 % Dehnung eine signifikante Differenz
bei p < 0,05. Außerdem waren
die Werte für
Plateudehnung signifikant bei p = 0,06. Dementsprechend half eine
Betainbehandlung, das Haar sowohl in den elastischen als auch gestreckten
Regionen zu festigen.
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Beispiel 2
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8
Locken, 5 aus Haar des europäischen
Typs und 3 aus orientalischem Haar, wurden einer Bleichvorbehandlung
unterworfen, um geschädigte
Proben für
die Studie bereitzustellen. Die Locken aus Haar des europäischen Typs
wurden einmal gebleicht, während
die orientalischen zweimal gebleicht wurden. Dieses Verfahren wurde
mit den Locken jedes Typs als Gruppe durchgeführt, so daß sie jeweils exakt denselben
Verarbeitungsgrad erhielten. Das die Haare jeder Gruppe von derselben
Quelle erhalten wurde, kann jede Gruppe vernünftig als identische Locken
umfassend angesehen werden. Um diesen Zustand vor Beginn des Versuches
zu standardisieren, wurden alle drei Locken in 15%iger Lösung von
Natriumlaurethsulfat (SLES) gewaschen und natürlich trocknen gelassen.
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Um
eine Basislinie für
die Evaluierung bereitzustellen, wurden Haar von einer Locke in
jeder Gruppe genommen und wurden in ihrem unbehandelten Zustand
gemessen. Die verbleibenden Locken wurden nach dem unten detailliert
beschriebenen Protokoll behandelt, und von diesem genommene Haare
wurden dann in der gleichen Weise gemessen.
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Eine
Locke vom Haar des europäischen
Typs wurde befeuchtet und 1 g SLES-Lösung wurde für 60 Sekunden
durch das Haar massiert, um die Verwendung eines Shampoos zu simulieren.
Die Locke wurde dann 60 Sekunden gespült, wobei überschüssiges Wasser durch Pressen
des Haars zwischen Daumen und Zeigefinger entfernt wurde. 1 g einer
5%igen wäßrigen Betainlösung wurde
dann für
30 Sekunden durch das Haar massiert und für 15 Minuten auf dem Haar belassen,
um eine intensive konditionierte Behandlung zu simulieren, bevor
sie für
60 Sekunden ausgespült
wurde. Überschüssiges Wasser
wurde wiederum durch Ausquetschen des Haars zwischen Daumen und
Zeigefinger entfernt, wonach die Locke gekämmt wurde und natürlich trocknen
gelassen wurde. Das oben beschriebene Verfahren wurde dann für insgesamt
5 vollständige Zyklen,
einen pro Tag, wiederholt, wobei die Locken wiederum mit SLES-Lösung gewaschen
wurden, gespült wurden
und mit Betainlösung
erneut behandelt wurden, um eine wiederholte Anwendung eines Shampoos
und eines Konditionierers zu simulieren.
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Eine
weitere Locke von Haar des europäischen
Typs wurde nach demselben Waschverfahren behandelt, allerdings wurde
Wasser anstelle der Betainlösung
als negative Kontrolle angewendet.
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Wiederum
wurden fünf
vollständige
Zyklen durchgeführt,
um sicherzustellen, daß das
Haar in der Locke denselben Grad an mechanischem Abrieb erhielt
und fähig
war, als Plazebokontrolle zu dienen.
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Zwei
weitere Locken, eine vom Haar des europäischen Typs und eine von orientalischem
Haar, wurden dann demselben Wasch- und Betainbehandlungsverfahren, wie
es oben beschrieben wurde, unterworfen, aber nachdem 1 g der Betainlösung für 30 Sekunden
durch das massiert worden war, wurde das Haar einmal gekämmt und
ohne Ausspülung
trocknen gelassen.
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Zwei
weitere Locken, wiederum eine vom Haar des europäischen Typs und eine vom orientalischem Haar,
wurden nach demselben Waschverfahren behandelt, allerdings wurde
Wasser anstelle der Betainlösung angewendet,
und zwar als negative Kontrolle, um sicherzustellen, daß das Haar
in diesen Locken denselben Grad an mechanischem Abrieb erhielt und
die fähig
waren, als Plazebokontrolle zu dienen.
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Die
Resultate (Mittelwerte) für
das Haar des europäischen
Typs, das für
5 Zyklen mit 15 Minuten Anwendung behandelt worden war, sind in
Tabellen 3a und 3b angegeben.
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Die
Resultate zeigen, daß für Haar des
europäischen
Typs eine Behandlung mit Betain und eine Behandlung mit Wasser dieselbe
Wirkung verglichen mit der unbehandelten Locke haben. Es gibt keinen
deutlichen Unterschied zwischen diesen Behandlungen und in beiden
Fällen
war es hauptsächlich
die Wirkung einer flüssigen
Behandlung, ungeachtet ihres chemischen Gehalts, die half, das Haar
zu festigen. Dies ist ein sehr ähnliches
Resultat zu dem in Beispiel 1 erhaltenen. Allerdings wurde das Haar
zu einem sehr schlechten Zustand vor der Behandlung doppelt gebleicht.
In diesem Beispiel wurde es nur einmal gebleicht, was den Grundzustand
des Haars verbesserte.
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Die
Resultate (Mittelwerte) für
das Haar des europäischen
Typs, wobei die Behandlung nicht vom Haar abgespült wurde, sind in Tabelle 4a
und 4b präsentiert.
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Diese
Resultate zeigen, daß Betain
im Vergleich zu einer Wasserbehandlung die Elastizität des Haars verstärkte, indem
es in dieses eindrang. Die werte für die Leistung sowohl bei 15
% als auch 25 % berücksichtigen
die Dehnung und die Verformung und werden auch durch die Steifheit
des Elastizitätsgradienten
beeinflußt.
Die Gesamtleistung ist nach der Betainbehandlung höher als
bei Wasser.
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Die
Resultate (Mittelwerte) für
das orientalische Haar, wenn die Behandlung nicht abgespült wird,
sind in den Tabellen 5a und 5b angegeben.
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Diese
Resultate zeigen daß die
Fließ-
und Bruchdehnung für
das mit Betain behandelte Haar höhere Werte
haben, das aber der Elastizitätsmodul
und die Spannung niedrigere Werte haben. Eine höhere Fließdehnung und Bruchdehnung zeigen,
daß das
Haar vor dem Reißen
bzw. Brechen weiter gedehnt wurde und daß es daher elastischer ist.
Insbesondere die Kombination von niedrigeren Elastizitätsmodul
und höherer Reißdehnung
zeigen daß das
Haar mit einem Material behandelt wurde, das sowohl einen Konditionier-
als auch einen Feuchtigkeitseffekt hat. Die Reißdehnung wird durch den Feuchtigkeitsgehalt
des Haars, die Brüchigkeit
und das Vorliegen von Rissen von der Haaroberfläche beeinträchtigt. Die Betain-Behandlung
scheint verhindert zu haben, daß die
Risse, die an der Oberfläche
des Haars vorliegen, größer werden
und Fasermüdigkeit
bewirken, bis das Haar einen längeren
Zeitraum der Dehnung durchgemacht hat. Die niedrigen Zahlen für die Lockenparameter
geben erneut an, daß das
Haar weiter gedehnt wurde und diese zeigen mit der höheren Reißzahl, daß das Haar
für die
angewendete Last elastischer ist als die mit Wasser behandelte Kontrolle.
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Beispiel 3
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Ein "Leave-on"-Konditionierprodukt,
das Betain in Form von Monohydrat einarbeitet, wurden entwickelt.
Während
der Entwicklung des Konditionierers wurde Sorge getragen, dem Ausmaß an anderen
Komponenten in der Formulierung zu beschränken, so daß Eigenschaften, die für das Haar
günstig
sind, autentisch der Verwendung des Betainmaterials anstelle der
Fülle anderer
Materialien zugeordnet werden kann.
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Produktformulierung
für einen "leave-on"-Konditionierer
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Konditionierer
wurde auf nasses Haar angewendet, welches erst mit einem Shampoo
gewaschen, gespült
und mit einem Handtuch getrocknet worden war. Die verwendet Menge
variierte entsprechend der Haarlänge
und der Textur und war entweder 0,75 g, 1,5 g oder 2,25 g Produkt.
Der Konditionierer verlängerte
im Vergleich zu einer Kontrollformulierung ohne Betain den Glanz
und die Leuchtkraft des Haars. Zusätzlich behielt das Haar mehr
Körper
als die Kontrolle.
