DE69529313T2

DE69529313T2 - Haarfixierungsmittel

Info

Publication number: DE69529313T2
Application number: DE69529313T
Authority: DE
Inventors: Michael Paul Aronson; Frank Jones; G. Jae Lee; Liang Sheng Tsaur
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1995-06-19
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2015-06-20
Also published as: ES2189813T3; EP0688557A2; EP0688557A3; EP0688557B1; US5441728A; CA2152296A1; DE69529313D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Haarspray-Zusammensetzungen, die insbesondere zur Verwendung in Systemen mit geringen Mengen an organischen flüchtigen Bestandteilen formuliert werden.

Stand der Technik

Haarspray-Zusammensetzungen müssen eine Vielzahl von funktionellen Erfordernissen erfüllen. Diese schließen guten Halt und guten Lockenhalt, ohne das Erzeugen von rauem, brüchigem Anfühlen des Haars, ein. Auch unter nassen Bedingungen muss es einen guten Halt und Lockenhalt geben. Ein weiteres Erfordernis besteht darin, dass das Haarspray nach dem Waschen des Haares während des Shampoonierens entfernt werden kann. Außerdem müssen die Zusammensetzungen die Eigenschaften von geringer Klebrigkeit und Fehlen von Pulver- oder Flockenbildung einschließen.
Verschiedene Harze wurden in Haarspray-Zusammensetzungen angewendet, um die vorstehend erwähnten gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Erläuternd für solche Harze sind die Copolymere von Vinylpyrrolidon mit Vinylacetat, die unter solchen Handelsmarken, wie Luviskol VA 73 von der BASF Corporatian erhältlich sind und Homopolymere von Vinylpyrrolidon, die kommerziell unter der Handelsmarke PVP K-30 von ISP Corporation erhältlich sind. Typisch für dieses Fachgebiet sind Offenbarungen in US 3 800 033 (Flawn et al.) und US 4 173 627 (Madrange nee Dermain et al.). Ein Homopolymer mit höherem Molekulargewicht von Vinylpyrrolidon, PVP K-90 Resin, Handelsmarke von ISP Corporation, wird in US 4 874 604 (Sramek) offenbart. Die vorstehend erwähnten Polymerharze sind von nichtionischer Art.
Amphotere Harze wurden auch umfangreich angewendet. Diese Polymere enthalten kationische Reste, die von solchen Monomeren, wie t-Butylaminoethylmethacrylat, abgeleitet sind, sowie Carbonsäurereste, die von Monomeren, wie Acrylsäure oder Methacrylsäure, abgeleitet sind. Repräsentativ für diese Gruppe ist ein Produkt, hergestellt von der National Starch and Chemical Corporation, unter der Handelsmarke Amphomer, ausgewiesen auf Produktetiketten durch den CTFA-Namen Octylacrylamid/Acrylate/Butylaminoethyl-Methacrylat-Copolymere. Die Verwendung von Amphomer einzeln oder in Verbindung mit anderen Harzen für Haarsprays wurde in US 3 927 199 (Micchelli et al.), US 4 402 977 (Grollier et al.), US 4 859 455 (Nowak, jr. et al.), US 4 871 529 (Sramek), US 4 983 383 (Maksimoski et al.), US 4 983 418 (Murphy et al.), US 5 021 238 (Martino et al.), GB 2 098 624 (Madrange) und dem Kanadischen Patent 1 222 461 (Varco) mitgeteilt.
Anionische Polymerharze wurden auch auf diesem Fachgebiet angewendet. Beispielsweise offenbart US 4 300 580 (O'Neill et al.) lineare Polyester, hergestellt aus Isophthalsäure, dem Natriumsalz von 5-Sulfoisophthalsäure, und Diethylenglycol. Eastman AQ Polymere für Wasser-dispergierte Haarsprays basieren auf dieser Technologie. Weitere Polyester und Sulfo-substituierte Polymersysteme werden in US 4 525 524 (Tung et al.) beschrieben.
Umweltbelange und -vorschriften richten sich an solche Belange, die für Produktreformulierungen erforderlich sind, um diese Anforderungen zu erfüllen. Organische, auf Lösungsmittel basierende Sprays müssen nun, mindestens zum Teil, durch Wassersysteme substituiert werden. Konzentrationen von organischen Treibmitteln, die in diesen Wassersystemen vorliegen, müssen auch auf relativ niedrige Anteile eingestellt werden. Durch diese Beschränkungen sind bestimmte Probleme entstanden. Wasser-dispergierte Systeme trocknen langsam. Nicht nur, dass sie Feuchtigkeit auf dem Haar ergeben, sondern es gibt auch eine unerwünschte Kälteempfindung, was ein Frösteln verleiht. Sehr wesentlich ist auch, dass es eine Schwierigkeit beim Entwickeln der Frisur gibt. In einem Wasser dispergierten System formulierte Harze können eine mangelhafte Haltefestigkeit aufweisen.
Einige Systeme, wie Eastman AQ Resins, weisen ein gutes Festigen oder guten Halt auf, jedoch lassen sich diese Harze sehr schlecht aus dem Haar entfernen, weil sie nicht in Wasser löslich sind.
Weiterhin gibt es das Problem des Bereitstellens einer gleichförmigen Sprühteilchengröße mit in Wasser dispergierten Harzen. Ein weiteres Problem ist außerdem das Verbessern von Glanz zum Entgegenwirken von Harzen, die das Haar gewöhnlich stumpf machen.
Kürzlich wurde in einem US-Patent 5 068 099 (Sramek) eine Aerosol-Haarspray-Packung offenbart, die verminderte flüchtige organische Verbindungsemission während der Verwendungsdauer der Packung beansprucht. Die Spray-Zusammensetzung enthält eine Kombination von mindestens zwei Polymeren, die sich im gewichtsmittleren Molekulargewicht um mindestens 1,5 unterscheiden. Dieses Gemisch von Polymeren vereinigt sich mit einem niedrigen Abgaberate-Ausgabemechanismus, um eine zerstäubte Zusammensetzung mit einer mittleren Teilchengröße von mindestens 60 mittleren um (Mikrometern) bereitzustellen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Technologie ist das Erfordernis von sehr wesentlichen Mengen an flüchtigem Alkohol; Wasser liegt mit Anteilen von nicht höher als 10 Gewichtsprozent vor. Anstelle des Entfernens von flüchtigen Stoffen aus der Formulierung, bekämpft das Patent nur die Sprühemission davon. Leider werden bei einem gewissen Punkt des Lebenszyklus der Verpackung die flüchtigen Stoffe an die Atmosphäre freigesetzt. Ein weiteres Problem mit diesem System ist die relativ niedrige Sprühgeschwindigkeit. Es würde erwünscht sein, Systeme mit viel höheren Sprühgeschwindigkeiten anzuwenden.
EP-A-0551749 offenbart eine Haarbehandlungszusammensetzung, umfassend ein in Wasser unlösliches, dispergierbares polymeres Harz mit einer. Viskosität von weniger als 2 · 10&supmin;³ Nm&supmin;²·s bei 25ºC, wenn bei 10% in Wasser dispergiert und ein in Wasser lösliches amphoteres Polymer.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haarspray bereitzustellen, das für auf Wasser basierende Systeme mit verbesserten Halt- und Frisier-Eigenschaften geeignet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Haarspray-Zusammensetzung, die auf einem auf Wasser basierenden System beruht, bereitzustellen, die ziemlich schnell trocknet und dem Haar oder der Kopfhaut kein unangemessenes Feuchtigkeits- oder Kältegefühl verleiht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Haarspray-Zusammensetzung für auf Wasser basierende Systeme bereitzustellen, die den Glanz des Haares verbessert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht außerdem darin, eine Haarspray-Zusammensetzung für auf Wasser basierende Systeme bereitzustellen, die als relativ gleichförmige Teilchen versprüht werden können.
Diese und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Zusammenfassung und Beschreibung im Einzelnen deutlicher.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine wässerige Haarspray-Zusammensetzung wird bereitgestellt, die einschließt:
(i) ein in Wasser lösliches Polymer mit einer Lösungsviskosität bei 10% in Wasser von weniger als 20 Nm&supmin;²·s (20000 cP) bei 25ºC, wobei das Polymer in einer zum Festigen von Haar wirksamen Menge vorliegt; und
(ii) einen Latex aus in Wasser unlöslichen Polymerteilchen, die in Wasser dispergiert sind, wobei die mittlere Teilchengröße nicht höher als 3 um (Mikrometer) ist, wobei die Teilchen eine Glasübergangstemperatur von 250 bis 300ºK aufweisen und in einer zur Wechselwirkung mit dem Polymer wirksamen Menge zur weiteren Verbesserung des Haarfestigens vorliegen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Haarfestigen bereitgestellt, bei dem das in Wasser lösliche Polymer und der Latex aus in Wasser unlöslichen Polymerteilchen, vorzugsweise durch Sprühauftragung, auf das Haar aufgetragen werden.
Die Haarspray-Zusammensetzungen dieser Erfindung werden in Wasser dispergiert, welches 0-50% eines Treibmittels, wie Dimethylether, enthalten kann.

BESCHREIBUNG IM EINZELNEN

Es wurde gefunden, dass viele der Aufgaben der vorliegenden Erfindung durch eine Haarbehandlungszusammensetzung, die ein in Wasser lösliches Polymer mit einer Lösungsviskosität von weniger als 20 Nm&supmin;²·s (20000 cP) bei 25ºC, wenn 10% Polymer in Wasser gegeben werden, und einen Latex aus in Wasser unlöslichen Polymerteilchen mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 250 bis 300ºK einschließt, gelöst werden können. Der Latex und das in Wasser lösliche Polymer treten unter Bereitstellung einer insgesamt überlegenen Haarfestigerzusammensetzung miteinander in Wechselwirkung.
Gemäß der Erfindung sind eine breite Vielzahl von in Wasser löslichen Polymeren zur Verwendung in der Zusammensetzung geeignet. Diese Polymere sollten eine Viskosität von weniger als 20 Nm&supmin;²·s (20000 cP) bei 25ºC aufweisen, wenn 10% in Wasser gegeben werden, bevorzugter eine Viskosität von weniger als 10 Nm&supmin;²·s (10000 cP). Die Menge des Polymers kann im Bereich von 1 bis 30%, vorzugsweise 1,5 bis 10 Gewichtsprozent, der Haarspray-Zusammensetzung liegen.
Das in Wasser lösliche Polymer kann aus nichtionischem, anionischem, kationischem oder amphoterem Typ von Haarfestigerpolymeren ausgewählt werden. In Systemen, wo die Latexteilchen anionisch sind, sollte das in Wasser lösliche Polymer jedoch kein kationisches sein, um Klumpen zu vermeiden.
Beispiele für anionische haarfestigende Polymere sind die Copolymere von Vinylacetat und Crotonsäure, Terpolymere von Vinylacetat, Crotonsäure und einem Vinylester einer αverzweigten, gesättigten aliphatischen Monocarbonsäure, wie Vinylneodecanoat; Copolymere von Methylvinylether und Maleinsäureanhydrid (Molverhältnis etwa 1,1), wobei solche Copolymere 50% mit einem gesättigten Alkohol, enthaltend 1 bis 4 Atome, wie Ethanol oder Butanol, verestert sind; und Acryl- Copolymere, -Terpolymere, usw., die Acrylsäure oder Methacrylsäure enthalten, wie die einen anionischen Rest enthaltende Einheit und der Ester von Acryl- oder Methacrylsäure mit einem oder mehreren gesättigten Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Methacrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Methacrylsäureethylester, n-Acrylsäurebutylester, Acrylsäure-t-butylester, Methacrylsäure-t-butylester, Methacrylsäure-n-butylester, Acrylsäure-n-hexylester, Acrylsäure- n-octylester, Methacrylsäurelaurylester und Acrylsäurebehenylester, Glycole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Methacrylsäurehydroxypropylester und Acrylsäurehydroxyethylester, Styrol, Vinylcaprolactam, Vinylacetat, Acrylamid, Alkylacrylamide und Methacrylamide mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, wie Methacrylamid, t-Butylacrylamid und n-Octylacrylamid, und andere verträgliche, ungesättigte Monomere. Ein spezielles Beispiel ist das Emulsions-polymerisierte Terpolymer von Methacrylsäure, Acrylsäure-n-butylester und Acrylsäureethylester (beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von beispielsweise 31 : 42 : 27). Ein weiteres spezielles Beispiel ist Ultrahold® 8 (CTFA-Cosmetic, Toiletries and Fragrance Association-Bezeichnung von Acrylat/Acrylamid- Copolymer).
Amphotere Polymere, die kationische Gruppen, abgeleitet von Monomeren, wie Methacrylsäureaminoethyl-t-butylester, sowie Carboxylgruppen, abgeleitet von Monomeren, wie Acrylsäure oder Methacrylsäure, enthalten, können auch in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein spezielles Beispiel eines amphoteren haarfestigenden Polymers ist Amphomer®, vertrieben von der National Starch and Chemical Corporation.
Beispiele für nichtionische haarfestigende Polymere sind Homopolymere von N-Vinylpyrrolidon und Copolymere von N- Vinylpyrrolidon mit verträglichen nichtionischen Monomeren, wie Vinylacetat, und Terpolymere von Acrylsäureethylester, Methacrylsäurebutylester und Methacrylsäuremethylester. Nichtionische Polymere, die N-Vinylpyrrolidon in verschiedenen gewichtsmittleren Molekulargewichten enthalten, sind kommerziell von ISP. Corporation erhältlich, wie Homopolymere von N-Vinylpyrrolidon, mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 630000, vertrieben von ISP (früher GAF Corporation) unter dem Handelsnamen PVP K-90, und jene mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000000, vertrieben unter der Handelsmarke PVP K-120.
Beispiele für kationische haarfestigende Polymere sind Copolymere von Amino-funktionellen Acrylatmonomeren, wie Niederalkylaminoalkylacrylat oder Methacrylatmonomere, wie Methacrylsäuredimethylaminoethylester mit verträglichen Monomeren, wie N-Vinylpyrrolidon, Vinylcaprolactam, oder Methacrylsäurealkylestern, wie Methacrylsäuremethylester und Methacrylsäureethylester, und Acrylsäurealkylester, wie Acrylsäureethylester und Acrylsäure-n-butylester. Kationische haarfestigende Polymere, die N-Vinylpyrrolidon enthalten, sind kommerziell von der ISP Corporation erhältlich, wie jene, vertrieben unter den Handelsmarken Copolymer 845 und Copolymer 937 (Copolymere von N-Vinylpyrrolidon und Methacrylsäure- t-butylaminoethylester mit mittlerem Molekulargewicht von etwa 1000000) und Gafquat® 755 und 755 N (quaternäre Ammoniumpolymere, gebildet durch die Reaktion von Dimethylsulfat und einem Copolymer von N-Vinylpyrrolidon und Methacrylsäuredimethylaminoethylester mit mittlerem Molekulargewicht von etwa 1000000).
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein Latex von in Wasser unlöslichen Polymerteilchen, die in Wasser dispergiert sind, erforderlich. Die Mengen der Teilchen können im Bereich von 1 bis 30%, vorzugsweise 1,5 bis 10 Gewichtsprozent, der Haarspray-Zusammensetzung liegen. Die mittlere Teilchengröße sollte nicht höher als 3 um (Mikrometer), vorzugsweise nicht höher als 1 um (Mikrometer), optimal weniger als 1 um (Mikrometer) sein. Ein bevorzugter mittlerer Größendurchmesser liegt im Bereich von 0,005 bis 1 um (Mikrometer). Schließlich und am wichtigsten ist, dass die Polymerteilchen eine Glasübergangstemperatur aufweisen, die zwischen 250 bis 300ºK liegt.
Eine breite Vielzahl von Homopolymeren und Copolymeren sind zum Bilden der Latexteilchen geeignet. Von Vinylpolymerisation abgeleitete Polymere sind eher bevorzugt als Kondensationspolymere (beispielsweise Eastman AQ Typ). Monomere, die die Polymere umfassen, können aus beliebigem Emulsions-polymerisierbarem Monomer ausgewählt werden, das ethylenisch ungesättigte Gruppen enthält, wie α-Methylstyrol, Divinylbenzol, Styrol, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Ester von Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid, Crotonsäure oder Maleinsäure, Vinylacetat, Vinylneodecanoat und Kombinationen von diesen,. Bevorzugte Latizes sind jene von Styrol/Acrylsäurebutylester, Methacrylsäuremethylester/Acrylsäurebutylester, Vinylacetat/Acrylsäurebutylester und Vinylacetat/Methacrylsäuremethylester.
Eine Vielzahl von Techniken, die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind, können zur Herstellung des Latex von in Wasser unlöslichen Polymerteilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, angewendet werden. Diese schließen chargenweise, halbkontinuierliche oder beimpfte Emulsionspolymerisation (Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Band 6, 1990) ein.
In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Latexteilchen durch Emulsionspolymerisieren von Monomeren, die den Latex in wässerigen Medien aufbauen, gebildet. Für die erfindungsgemäßen Zwecke bedeutet der Begriff "Harz" den vorstehend erwähnten, bevorzugten Aspekt der vereinigten Latexteilchen und in Wasser löslichem Polymer.
Der Feststoffgehalt des Latex kann im Bereich von etwa 5 bis 60%, vorzugsweise 20 bis 50%, liegen. Das Verhältnis von in Wasser löslichem Polymer zu Latexteilchen kann im Bereich von etwa 10 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise von 7 : 3 bis 3 : 7, optimal 2 : 1 bis 1 : 2, auf das Gewicht, liegen.
Der Begriff "in Wasser löslich" bezieht sich auf beliebiges Material, das eine Löslichkeit von mindestens 5 Gramm pro 100 Gramm Wasser aufweist; das heißt 5% haben vorzugsweise eine Löslichkeit von mindestens 10 Gewichtsprozent. Umgekehrt bezieht sich der Begriff "in Wasser unlöslich" auf Substanzen, die bei einem Anteil von weniger als 0,1 Gramm pro 100 Gramm Wasser unlöslich sind; das heißt weniger als 0,1 Gewichtsprozent.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden auch Wasser als einen Lösungsmittelträger für die Polymere und anderen Komponenten einschließen. Wasser wird in Mengen im Bereich von 20% bis 99%, vorzugsweise 40% bis 95 Gewichtsprozent, vorliegen. Optimal wird Wasser der Hauptbestandteil, wenn nicht das ausschließliche Lösungsmittel; das heißt flüssiger Träger, für die erfindungsgemäßen Haarbehandlungszusammensetzungen sein. Flüchtige organische Lösungsmittel, wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol, liegen vorzugsweise nicht vor.
Bei bestimmten der Harze können einige saure Gruppen zum Neutralisieren notwendig sein, um die Löslichkeit/das Dispergiervermögen zu fördern. Beispiele für geeignete neutralisierende Mittel schließen 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol (AMPD), 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol (AEPD), 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP), 2-Amino-1-butanol (AB), Monoethanolamin (MEA), Diethanolamin (DEA), Triethanolamin (TEA), Monoisopropanolamin (MIPA), Diisopropanolamin (DIPA), Triisopropanolamin (TIPA) und Dimethylstearamin (DMS) ein. Die Mengen an neutralisierenden Mitteln liegen im Bereich von 0,001 bis 10 Gewichtsprozent.
Die vorliegenden Haarbehandlungszusammensetzungen können als Sprays in Aerosol- oder Nichtaerosolformen formuliert werden. Wenn ein Aerosolhaarspray erwünscht ist, muss ein Treibmittel in der Zusammensetzung enthalten sein. Dieses Mittel ist zum Vertreiben der anderen Materialien aus dem Behälter und Bilden des Haarspraycharakters verantwortlich.
Das Treibgas kann beliebiges verflüssigbares Gas sein, das üblicherweise für Aerosolbehälter verwendet wird. Vorzugsweise ist die Dichte des Treibmittels oder eines Gemisches davon geringer als das Haarspraykonzentrat, sodass kein reines Treibmittel aus dem Behälter entweicht. Beispiele für geeignete Treibmittel schließen Dimethylether, Propan, n-Butan und Isobutan, einzeln oder angemischt verwendet, ein. Dimethylether ist aufgrund seiner Löslichkeit in Wasser bis zu 35 Gewichtsprozent bevorzugt.
Die Menge des Treibgases wird durch normale Faktoren, die auf dem Aerosol-Fachgebiet gut bekannt sind, bestimmt. Für Haarsprays ist der Anteil an Treibmittel im Allgemeinen 3 bis 50%, vorzugsweise 5 bis 45%, optimal etwa 30% der Gesamtzusammensetzung.
Kleine Mengen Tensid, im Bereich irgendwo von 0,1 bis 10%, vorzugsweise 0,1 bis 1%, optimal etwa 0,3 Gewichtsprozent, können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegen. Das Tensid kann ein anionischer, nichtionischer oder kationischer Emulgator sein. Besonders bevorzugt sind nichtionische Emulgatoren, die durch Alkoxylierung von hydrophoben Stoffen, wie Fettalkoholen, Fettsäuren und Phenolen, gebildet werden. Erläuternd für ein solches Material ist Triton X-100 und Isooctylphenylpolyethoxyethanol.
Harze, wenn auf Haar abgeschieden, verleihen sehr häufig Stumpfheit. Die Gegenwirkung gegen den Stumpfheitseffekt kann durch Einarbeiten von niedrigen Anteilen von C&sub1;&sub0;- C&sub2;&sub0;-Fettalkoholestern erreicht werden. Besonders bevorzugt ist Octansäurecetearylester. Die Mengen von diesen Glanz verleihenden Mitteln werden im Bereich von 0,001 bis 1%, vorzugsweise 0,01 bis 0,5%, optimal 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent, liegen.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können beliebigen anderen Bestandteil, der normalerweise in Haarsprays verwendet wird, enthalten. Diese anderen Bestandteile können Antischaummittel, Proteine, Antioxidanzien, Duftstoffe, antimikrobielle Mittel und Sonnenschutzmittel einschließen. Jeder von diesen Bestandteilen liegt in einer zum Ausführen seines Zwecks wirksamen Menge vor.
Die erfindungsgemäßen Haarsprayformulierungen können, falls erwünscht, in einen Pumpspraybehälter, der ohne jegliches Treibmittel arbeitet, abgefüllt werden. Ansonsten kann die Zusammensetzung in einen geeigneten, unter Druck gesetzten Behälter abgefüllt werden, der verschlossen und dann mit dem Treibmittel gemäß herkömmlicher Techniken beschickt wird.
Die nachstehenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäßen Ausführungsformen genauer. Alle Teile, Prozentangaben und Verhältnisse, auf die hierin und in den beigefügten Ansprüchen Bezug genommen wird, sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders ausgewiesen.

BEISPIELE 1-3

Herstellung von Latex-Harzen, die auf Styrol/Butylacrylat- Latex basieren

Beispiele 1 bis 3 mit der in Tabelle I gezeigten Latex-Harzzusammensetzung wurden wie nachstehend hergestellt: 120 Gramm (360 Gramm für Beispiel 3) desionisiertes Wasser, das gesamte wie in Tabelle I gezeigte Amphomer LV71 und AMP (Aminomethylpropanol) wurden, zu einem 4-Hals-Rundkolben- Glasreaktor, ausgestattet mit einer Temperatursteuerung, einem Stickstoffeinlass und -auslass, mechanischem Rührer und Kühler, gegeben. Der Reaktor wurde mit Stickstoffgas gespült, erhitzt und zum Auflösen des gesamten Amphomers LV71 bei 80ºC gehalten. Drei Gramm Monomergemisch wurden dem Reaktor zugesetzt und anschließend wurden 10 Gramm 1%ige Kaliumpersulfatlösung zum Starten der Polymerisation zugegeben. Fünf Minuten nach Zugeben der Persulfatlösung wurde das verbleibende Monomergemisch über einen Zeitraum von 15 Minuten in den Reaktor gespeist. Anschließend wurde die Reaktion weitere 50 Minuten bei 80ºC gehalten. Die Emulsion wurde auf Raumtemperatur gekühlt und durch ein 25 Mikrometer-Filter filtriert. Teilchengröße, pH-Wert, Emulsionsviskosität und Filmbildungseigenschaften wurden gemessen und in Tabelle I aufgezeichnet. TABELLE I
*Die Viskosität von Amphomer LV71 bei 11% Feststoff ist 12 cP (mit LVT Spindel #1 bei 30 U/min. 30 Sekunden Lesung).
Die "Filmhärte oder -bildung", ein Maß für die Haarhaltefähigkeit, wurde auch durch Auftragen von 2-4 Gramm Konzentrat auf eine 8" · 8" Glasplatte bewertet. Die Proben wurden zum Erreichen eines dicken, trockenen Films über Nacht trocknen lassen. Die Beobachtungen des Gelierens des Films wurden aufgezeichnet. Unter Verwendung eines scharfen spitzen Werkzeugs wurde der Film auf der Glasplatte leicht "gekratzt". Die Beobachtungen wurden dann bezüglich Härte und Brüchigkeit aufgezeichnet.

BEISPIELE 4-6

Bewertung von Latex-Harzen, die auf Styrol/Butylacrylat-Latex basieren, in Null VOC Haarspray-Formulierung

Die Film "abspülbarkeit" wurde durch Anordnen einer sauberen, trockenen, 8" · 8" Glasplatte in einem Abzug bewertet. Die Haarsprayprobe wurde dann 10 Sekunden aufgetragen, um die Glasplatte gleichmäßig zu beschichten. Nach Trocknen für mindestens 1 Stunde bei Raumtemperatur wurde eine visuelle Beobachtung von Klarheit, Farbniederschlag oder Trennung und Sprödigkeitsrisse in dem Film aufgezeichnet. Einige Tropfen warmes Leitungswasser (etwa 100ºF) wurden vorsichtig auf die Platte aufgetragen. Durch die leichte Fingerwirkung wurde der Film etwas auflösen lassen. Die Textur wurde aufgezeichnet. Eine Einstufung der Proben wurde dann gemäß der Leichtigkeit der Abspülbarkeit (sehr schlecht, schlecht, mittel, gut, sehr gut), im Vergleich zu verfügbaren Kontrollen, ausgeführt.
Aufgrund seiner schlechten Filmbildungseigenschaften wurde das Latexharz von Beispiel 1 für die Haarsprayanwendung nicht bewertet. Beispiele 2 und 3 wurden in einer auf Wasser basierenden Haarsprayformulierung mit der in Tabelle II A gezeigten Zusammensetzung formuliert. Amphomer LV71 wurde als Kontrolle verwendet (Beispiel 6). Alle diese drei, auf Wasser basierenden Formulierungen enthalten 5,5% Polymerfeststoff. Die Eigenschaften und Leistung von diesen Haarsprayformulierungen wurden bewertet und sind in Tabelle II B zusammengefasst. Die Daten zeigen deutlich, dass das Latexharz dieser Erfindung viel bessere haarfestigende Eigenschaften als das in Wasser lösliche Polymer allein aufweist. TABELLE II A TABELLE II B Leistung

BEISPIELE 7-9

Herstellung von Latex-Harzen, basierend auf Methylmethacrylat/Butylacrylat-Latex

Die Zusammensetzungen für diese Beispiele werden in Tabelle III gezeigt. Diese Zusammensetzungen schließen die gleichen Monomere (Methylmethacrylat/Butylacrylat) ein, haben jedoch verschiedene Verhältnisse von Amphomer LV71 (wasserlösliches Polymer) zu Monomer (hydrophobes Emulsionspolymer).
Die Herstellung ist ähnlich zu jener, die für Beispiel 3 verwendet wurde. Ein Reaktor wurde mit 290 Gramm desionisiertem Wasser, dem gesamten Amphomer LV71 und AMP beschickt. Die Lösung wurde erhitzt und bei 80ºC zum Auflösen von Amphomer LV71 unter einem langsamen Stickstoffgasstrom gehalten. Nach Auflösen des gesamten Amphomers LV71 wurden fünf Gramm Monomergemisch und 10 Gramm 1,2%ige Kaliumpersulfatlösung zu dem Reaktor zum Starten der Polymerisationsreaktion gegeben. Fünf Minuten nach Zugeben der Persulfatlösung wurde das verbleibende Monomergemisch dem Reaktor über eine Spanne von 15 Minuten zugeführt. Die Reaktion wurde weitere 60 Minuten bei 80ºC gehalten. Nach Kühlen auf Raumtemperatur wurde die Emulsion durch ein 25-Mikrometer-Filter zur weiteren Bewertung filtriert. Die Teilchengröße, der pH-Wert und die Emulsionsviskosität und Filmbildungseigenschaften wurden bestimmt und werden in Tabelle III angeführt. TABELLE III

BEISPIELE 10-13

Haarsprayformulierungen, die Latex-Harz, basierend auf Methylacrylat/Butylacrylat-Latex, enthalten

Latexharze von Beispielen 7 bis 9 wurden in auf Wasser basierenden Aerosol- und Pump-Haarspray-Zusammensetzungen formuliert. Die physikalischen Eigenschaften und die Leistung von diesen Formulierungen wurden durch in-vitro-Tests bewertet. Zwei auf Alkohol basierende Haarsprayformulierungen, Beispiele 13A und 13B, wurden als Kontrollen verwendet. Die Zusammensetzungen der zwei auf Alkohol basierenden Produkte werden in Tabelle VI angegeben. Die Zusammensetzung, Eigenschaften und Leistung von Aerosol- und Pumpformulierungen werden in Tabellen IV bzw. V zusammengefasst. TABELLE IV Auf Wasser basierendes Aerosol-Haarspray Formulierung TABELLE IV Physikalische Eigenschaften Leistung
*Siehe Tabelle VII für die Zusammensetzung. TABELLE V Auf Wasser basierendes Pump-Haarspray Formulierung Physikalische Eigenschaften Leistung
*Siehe Tabelle VII für die Zusammensetzung.

TABELLE VI

BEISPIEL 13A

BESTANDTEIL GEWICHTSPROZENT
Ethyl-Alkohol (SDA 40) 74,99
Aminomethylpropanol 0,39
NSC Harz 28-2930 4,50
Duftstoff 0,12
Treibmittel 50 (Kohlenwasserstoff) 20,00

BEISPIEL 13B

BESTANDTEIL GEWICHTSPROZENT
Ethyl-Alkohol (SDA 40) 77,096
Desionisiertes Wasser 16,251
Amphomer 28-4910 5,600
Aminomethylpropanol 1,023
Duftstoff 0,030

BEISPIELE 14-17

Vier Latexharz-Zusammensetzungen mit in Tabelle VII gezeigten Komponenten wurden durch das gleiche Verfahren, das in Beispielen 7 bis 9 verwendet wurde, hergestellt. Alle Latexharz-Zusammensetzungen haben das gleiche Verhältnis von Amphomer LV71 zu Monomergemisch, jedoch verschiedene Monomer- Zusammensetzungen. Diese Latexharz-Zusammensetzungen, ausgenommen für Beispiel 16 (das schlechte filmbildende Eigenschaften hatte), wurden in einem auf Wasser basierenden Aerosol- und Pumphaarspray mit der gleichen Formulierung wie in Tabelle IV bzw. V gezeigt formuliert. Diese Zusammensetzungen wurden auf Haarsprayleistung bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabellen VII zusammengefasst. Das Latexharz von Beispiel 8 wurde zum Vergleich verwendet. TABELLE VII Latexharz-Zusammensetzung und Eigenschaften Eigenschaften und Leistung von Aerosol-Haarspray Eigenschaften und Leistung von Pump-Haarspray

BEISPIELE 18-24

Spezifikationen

Die Zusammensetzungen von diesen Beispielen werden in Tabelle VIII gezeigt. Diese Harze werden durch Zugeben von 280 Gramm (180 Gramm für Beispiele 18 und 24) desionisiertem Wasser, 0,6 Gramm Natriumlaurylsulfat (1,0 Gramm für Beispiele 18 und 24) und 1,0 Gramm Tensidkombitation und 1,2 Gramm AMP (Beispiele 19-21; 2,4 Gramm AMP in Beispiel 23) zu einem 4-Hals-Rundboden-Glasreaktor hergestellt. Der Reaktor wurde mit Stickstoffgas gespült, erhitzt und zum Auflösen des gesamten Tensids und in Wasser löslichem Polymer bei 80ºC gehalten. Zehn Gramm Acrylatmonomere wurden zu dem Reaktor gegeben, gefolgt von 20 Gramm 1%iger Kaliumpersulfatlösung, zum Starten der Polymerisation. Fünf Minuten später wurde das übrige Monomergemisch über einen Zeitraum von 40 Minuten zu dem Reaktor gespeist. Danach wurden die Reaktanten für weitere 50 Minuten auf 80ºC erhitzt. Die erhaltene Emulsion wurde auf Raumtemperatur gekühlt und der pH-Wert durch Neutralisation mit Aminomethylpropanol auf 6,0 bis 7,0 eingestellt. Ein Teil der Emulsion wurde mit Amphomer LV71-Lösung (16 Gewichtsprozent) gemäß den in Tabelle VIII gezeigten Mengen (zweiter Abschnitt) physikalisch vermischt, um die fertige Latexharz-Zusammensetzung zu erhalten.
Die fertigen Latexharz-Zusammensetzungen wurden dann in eine Haarfrisurzusammensetzung gegeben, die ein Aerosol- Treibmittel enthält. Diese Formulierungen sind in Tabellen IX und X angegeben. TABELLE VIII Latexharz Physikalisches Vermischen von Latexharz mit in Wasser löslichem Polymer
*Coagulat Fertige Latexharz-Zusammensetzug TABELLE IX Pump-Haarspray-Formulierungen, Eigenschaften und Leistung (5,5% Harz) Physikalische Eigenschaft Leistung TABELLE X Aerosol-Haarspray-Formulierungen, Eigenschaften und Leistung (5,25% Harz) Physikalische Eigenschaft Leistung

BEISPIELE 25-27

Herstellung von Polymerlatizes

Polymerlatizes von Beispielen 25 bis 27 mit der in Tabelle XI gezeigten Zusammensetzung wurden wie nachstehend hergestellt: 200 Gramm desionisiertes Wasser, 12,5 Gramm Rhone-Poulenc Igepal CO-880 und 0,5 Gramm Natriumlaurylsulfat wurden zu einem 500-ml-Reaktor gegeben. Der Reaktor wurde mit Stickstoff gespült und erhitzt und bei 63ºC gehalten. Anschließend wurden 10 Gramm Monomer dem Reaktor hinzugesetzt und 50 Gramm 1,2-gewichtsprozentige Kaliumpersulfatlösung wurden zum Beginnen der Polymerisationsreaktion zugesetzt. Fünf Minuten nach Zugeben der Starterlösung wurden die übrigen Monomere zu dem Reaktor über einen Zeitraum von 2 Stunden hinzugesetzt. Die Reaktion wurde weitere 3 Stunden bei 63ºC fortgesetzt. Der Latex wurde dann gekühlt und zur Formulierung gewonnen. TABELLE XI
* Methylmethacrylat
** Butylacrylat
*** Glasübergangstemperatur

BEISPIELE 28-30

Polymergemische von Beispielen 28, 29 und 30 wurden durch Vermischen von 48,5 Gramm Polymerlatex von Beispielen 25, 26 bzw. 27 mit 98,2 Gramm 16,5-gewichtsprozentiger Amphomer-LV71-Lösung bei Raumtemperatur für 15 bis 20 Minuten hergestellt. Die Amphomer-Lösung wurde durch Auflösen von 80 Gramm Amphomer LV71 (von National Starch & Chemical Company) in einem Gemisch von 410,4 Gramm desionisiertem Wasser und 9,6 Gramm Aminomethylpropanol bei 75ºC hergestellt.

BEISPIELE 31-36

Die Polymerlatizes oder Polymergemische von Beispielen 25 bis 30 wurden in einer auf Wasser basierenden Haarspray-Pumpformulierung mit der in Tabelle XII gezeigten Zusammensetzung formuliert. Alle diese Formulierungen enthielten 5,5 Gewichtsprozent Polymerfeststoff. Eigenschaften und Leistung von diesen Haarsprayformulierungen wurden bewertet und auch in Tabelle XII zusammengefasst. Die Daten zeigen deutlich, dass nur das Polymer der Erfindung (Beispiel 30: ein Polymergemisch von in Wasser löslichem Polymer und einem Polymerlatex mit einer Tg von weniger als 300ºK) sich für die Haarsprayanwendung als gut erwies. Polymerlatizes allein (Beispiele 25, 26 und 27) oder die Polymergemische, die Polymerlatex mit einer Tg höher als 300ºK (Beispiele 28 und 29) enthielten, waren für die Anwendung aufgrund ihrer schlechten Gesamtfilmeigenschaften nicht geeignet. TABELLE XII Formulierung und Leistung von Pump-Haarspray

BEISPIELE 37-40

Zwei Polymerlatizes von Beispielen 37 und 38 mit der in Tabelle XIII gezeigten Zusammensetzung wurden auf die gleiche Weise wie Beispiel 25 hergestellt. Beispiele 39 und 40 wurden dann durch Vermischen bei Raumtemperatur von 44,8 Gramm von Beispielen 37 bzw. 38 mit 91,7 Gramm Amphomer-LV71- Lösung, die in Beispielen 28-30 beschrieben wurde, hergestellt. TABELLE XIII Latex-Zusammensetzung von Beispielen 37 und 38

BEISPIELE 41-43

Polymergemische von Beispielen 39, 40 und 29 wurden in einer auf Wasser basierenden Haarspray-Aerosol-Formulierung mit den in Tabelle XIV gezeigten Zusammensetzungen formuliert. Die Eigenschaften und Leistung von diesen Aerosol-Haarsprayformulierungen wurden bewertet und auch in Tabelle XIV zusammengefasst. Die Leistungsergebnisse weisen aus, dass das Polymergemisch (Beispiel 39), das den Polymerlatex mit einer Tg im Bereich von dieser Erfindung enthielt, sehr gute Leistung für diese Anwendung aufwies. Die anderen zwei Polymergemische, die Latexpolymer mit einer Tg, entweder höher oder niedriger als 250-300ºK (Tg gemäß dieser Erfindung) enthalten, waren für diese Anwendung nicht geeignet. TABELLE XIV Formulierung und Leistung für auf Wasser basierendes Aerosol- Haarspray

Claims

1. Wässerige Haarspray-Zusammensetzung, umfassend:

(i) ein in Wasser lösliches Polymer mit einer Lösungsviskosität bei 10% in Wasser von weniger als 20 Nm&supmin;²·s (20000 cP) bei 25ºC, wobei das Polymer in einer zum Festigen von Haar wirksamen Menge vorliegt; und

(ii) einen Latex aus in Wasser unlöslichen Polymerteilchen, die in Wasser dispergiert sind, wobei die mittlere Teilchengröße nicht höher als 3 um (Mikrometer) ist, wobei die Teilchen eine Glasübergangstemperatur von 250 bis 300ºK aufweisen und in einer zur Wechselwirkung mit dem Polymer wirksamen Menge zur weiteren Verbesserung des Haarfestigens vorliegen.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Viskosität des in Wasser löslichen Polymers weniger als 15 Nm&supmin;²·s (15000 cP) ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die mittlere Teilchengröße nicht höher als 1 um (Mikrometer) ist.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das in Wasser lösliche Polymer amphoter ist.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die in Wasser unlöslichen Polymerteilchen aus entsprechenden Monomeren durch Emulsionspolymerisation gebildet werden.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Konzentration an in Wasser löslichem Polymer im Bereich 1 bis 30 Gewichtsprozent liegt.

7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Konzentration an in Wasser löslichem Polymer im Bereich von 1,5 bis 10 Gewichtsprozent liegt.

8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Konzentration an in Wasser unlöslichen Polymerteilchen im Bereich von 1 bis 30 Gewichtsprozent liegt.

9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Konzentration an in Wasser unlöslichen Polymerteilchen im Bereich von 1,5 bis 10 Gewichtsprozent liegt.

10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verhältnis von in Wasser löslichem Polymer zu Latexteilchen im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 10, auf das Gewicht, liegt.

11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verhältnis von in Wasser löslichem Polymer zu Latexteilchen im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 2 liegt.

12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Latex aus Monomeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Styrol, α-Methylstyrol, Divinylbenzol, C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Ester von Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid oder Crotonsäure, Vinylacetat und Kombinationen davon, gebildet wird.

13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Latex aus der Gruppe, bestehend aus Styrol/Acrylsäurebutylester, Methacrylsäuremethylester/Acrylsäurebutylester, Vinylacetat/Acrylsaürebutylester, Vinylacetat/Methacrylsäuremethylester und Kombinationen davon, ausgewählt ist.

14. Verfahren zum Haarfestigen, umfassend Inkontaktbringen des Haars mit einer wässerigen Haarspray-Zusammensetzung, umfassend: