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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzungen,
insbesondere auf Haarfixativ-Zusammensetzungen, die nicht-ionisch derivatisierte
Stärken
enthalten, und auf ein Verfahren zum Frisieren bzw. Legen von Haar
unter Verwendung solcher Zusammensetzungen.
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In
ihrer grundlegendsten Form enthalten Haarkosmetikum-Zusammensetzungen
ein filmbildendes Polymer, welches als das Kosmetikum wirkt, und
ein Abgabesystem, welches üblicherweise
ein oder mehrere Alkohole, ein Gemisch aus Alkohol und Wasser oder
Wasser ist. Im Fall einer Aerosolabgabe wird das Abgabesystem auch
ein Treibmittel, typischerweise einen flüchtigen Kohlenwasserstoff,
enthalten.
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Der
Prozess des Haarlegens oder Haarstylings beinhaltet üblicherweise
die Aufbringung einer wässrigen
Lösung
oder Dispersion eines oder mehrerer filmbildender Materialien auf
gekämmtes
Haar, das vorher befeuchtet oder gedämpft wurde, wonach das Haar
auf Wickler aufgewickelt wird oder in anderer Weise gestylt und
getrocknet wird. Alternativ kann die Aufbringung dieser Lösung oder
Dispersion auf Haar erfolgen, das bereits gestylt und getrocknet
wurde. Sobald die wässrige
Lösung
oder Dispersion getrocknet wurde, werden die individuellen Haare
einen Film darauf abgeschieden haben, dessen Vorliegen die Retention
von Locken oder anderen gewünschten
Konfigurationen im Haar des Benutzers verlängern wird. Darüber hinaus
wird das Vorliegen von solchen Filmen derart wünschenswerte Eigenschaften
wie Körper
und Glätte
verleihen.
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Um
wirksam zu sein, genügen
die filmbildenden Ingredienzien einer Haarkosmetikum-Zusammensetzung vorzugsweise
einer Reihe von Anforderungen. Der von diesen Ingredienzien stammende
Film sollte flexibel sein, dennoch Festigkeit und Elastizität besitzen.
Die Ingredienzien sollten eine gute Haftung am Haar zeigen, so dass
ein Abstauben oder Abflocken im Lauf der Zeit oder wenn das Haar
Beanspruchung unterworfen ist, vermieden wird; sie sollten beim
Kämmen
und Bürsten
des Haares nicht stören;
sie sollten frei von Klebrigkeit und Gummiartigkeit unter feuchten
Bedingungen bleiben; sollten klar, transparent und glänzend sein und
sollten bei Alterung Klarheit beibehalten. Darüber hinaus sollten die Ingredienzien
gute antistatische Eigenschaften behalten und sollten durch Waschen
mit Wasser und entweder einer Seife oder Shampoo leicht entfernbar
sein.
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In
Haarkosmetikum-Zusammensetzungen wurden viele filmbildende Mittel
verwendet, einschließlich z.B.
einer kolloidalen Lösung,
die einen Gummi, z.B. Tragant, oder ein Harz, z.B. Schellack, enthält. Die
aus diesen Materialien gebildeten Filme sind aber ziemlich brüchig bzw.
spröde
und die Form, die die Frisur hält, wird
leicht zerstört,
wenn das Haar gestört
wird. Dies reduziert nicht nur das Haarhaltevermögen des Materials, sondern
führt auch
zu einem unerwünschten
Abschuppen. Außerdem
sind einige dieser Filmbildner, insbesondere die Harze, in Wasser
unlöslich
und werden daher nicht einfach mit Wasser und Seife oder Shampoo
entfernt.
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Stärken sind
oft gegenüber
Harzen bevorzugt, da sie kosteneffektiver und natürlich sind.
Haarkosmetikum-Zusammensetzungen, die Stärken enthalten, sind auf dem
Fachgebiet ebenfalls bekannt. Zum Beispiel offenbart GB 1 285 547
eine Haarlege- bzw. Haarfrisier-Zusammensetzung,
die eine hochsubstituierte kationische Stärke mit einem Amylosegehalt
von mehr als 50 Gew.-% enthält.
EP 487 000 offenbart Kosmetikum-Zusammensetzungen,
die enzymatisch abgebaute, gegebenenfalls vernetzte Stärken enthalten.
Allerdings sind solche Derivate in Wasser nicht merklich löslich.
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Infolge
von Umweltvorschriften, die die Emission von flüchtigen organischen Verbindungen
(VOCs) in die Atmosphäre
kontrollieren, wurden die VOC-Emissionen in einigen Staaten auf
80% beschränkt
und werden in Kalifornien bald auf 55% beschränkt. VOC wird als Gewicht/Gewicht-Prozent,
bezogen auf die Haarkosmetikum-Formulierung, gemessen. Wie der Ausdruck
hier verwendet wird, enthält
eine flüchtige
organische Verbindung ein bis 10 Kohlenstoffatome, hat einen Dampfdruck
von wenigstens 0,1 mm Hg bei 20°C
und ist photochemisch aktiv. Wasser wird im allgemeinen wenigstens
zum Teil für
die flüchtigen
organischen Verbindungen eingesetzt und wurde so eine größere Komponente
in Haarkosmetikum-Zusammensetzungen.
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Viele
Fixative, insbesondere Stärken,
sind mit Wasser inkompatibel, derart, dass sie nicht vollständig löslich sind,
was in Stärkepräzipitanten
resultiert, die Aerosolventile verstopfen können und schlechte Sprühästhetik
erzeugen. Darüber
hinaus sind viele Stärkefixative auch
mit Treibmittel inkompatibel. Überraschenderweise
wurde nun entdeckt, dass nicht-ionisch
derivatisierte Stärken
in Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzungen mit geringem Gehalt
an flüchtigen
organischen Verbindungen einsetzbar sind, derart, dass sie eine klare
Lösung
mit niedriger Viskosität,
guter Sprühästhetik,
verbesserter Feuchtigkeitsbeständigkeit
und guten Fixativeigenschaften liefern.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzungen
mit einem geringen Gehalt an flüchtigen
organischen Verbindungen, die nicht-ionisch derivatisierte, insbesondere
mit Propylenoxid derivatisierte Stärken enthalten. Die nicht-ionisch derivatisierte
Stärke
kann außerdem
hydrolysiert, insbesondere durch wenigstens ein Endo-Enzym enzymatisch
hydrolysiert sein. Außerdem
kann die nicht-ionisch derivatisierte Stärke ionisch modifiziert sein
und zwar insbesondere durch Octenylbernsteinsäureanhydrid (OSA). Eine Verwendung
solcher Stärken
ist neu und dahingehend vorteilhaft, dass sie eine klare Lösung mit geringer
Viskosität
und guten Sprühcharakteristika
bereitstellen. Außerdem
liefert die resultierende Zusammensetzung einen klaren Film, der
nicht klebrig ist, einen guten Halt und eine verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit
hat.
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Die
erfindungsgemäße Haarkosmetikum-Zusammensetzung
umfaßt:
- a) ein Gemisch aus
- a') 0,5 bis
15 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) einer Stärke, die
mit einem nicht-ionischen Reagenz derivatisiert ist, das aus der
Gruppe, bestehend aus Alkylenoxid, Essigsäureanhydrid und Butylketendimer,
ausgewählt
ist; und
- a'') einem Fixativ-
oder Konditionier-Polymer, wobei das Gemisch durch Aufschlämmen der
derivatisierten Stärke
mit dem Polymer, Kochen und Trocknen hergestellt wurde;
- b) 5 bis 55 Gew.-% eines Treibmittels;
- c) bis zu 50 Gew.-% eines Lösungsmittels
und
- d) Wasser.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzung, die nicht-ionisch derivatisierte
Stärken
und einen geringen Gehalt an flüchtigen
organischen Verbindungen enthält.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzung, die nicht-ionisch derivatisierte
Stärken
enthält,
die hydrolysiert wurden.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzung, die Stärken enthält, die
mit Propylenoxid derivatisiert und enzymatisch hydrolysiert wurden.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzung, die Stärken enthält, die
nicht-ionisch derivatisiert, hydrolysiert und ionisch modifiziert
wurden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzung, die Stärken enthält, die
mit Propylenoxid derivatisiert wurden, enzymatisch hydrolysiert
und mit Octenylbernsteinsäureanhydrid
modifiziert wurden.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzung, die verbesserte Feuchtigkeitsbeständigkeit, überlegene
Stabilität
hat und die einen geringen Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen
hat.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer neuen Haarkosmetikum-Zusammensetzun, die Stärke enthält, welche
derivatisiert und mit Polyvinylpyrrolidon coprozessiert wurde.
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Diese
und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann
aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Beispielen
klar.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzungen,
d.h. Haarsprays, die nicht-ionisch derivatisierte Stärken, insbesondere
mit Propylenoxid derivatisierte Stärken, in einer Lösung mit
einem geringen Gehalt an flüchtiger
organischer Verbindung oder keinem Gehalt an flüchtiger organischer Verbindung
(im folgenden VOC), mit insbesondere weniger als 55% VOC, bevorzugt
weniger als 35% VOC, bezogen auf das Gewicht der Haar-Frisier-Zusammensetzung,
enthalten. Die Stärke
kann zusätzlich
hydrolysiert, insbesondere enzymatisch hydrolysiert sein. Außerdem kann
die Stärke
unter Verwendung ionischer Substituenten modifiziert sein. Die Verwendung
solcher Stärken
ist neu und vorteilhaft, da sie eine klare Lösung mit niedriger Viskosität und guten
Sprühcharakteristika
bereitstellen. Außerdem
liefert die resultierende Zusammensetzung einen klaren Film, der
nicht klebrig ist und einen guten Lockenhalt verleiht.
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Die
Haarkosmetikum-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält: a) ein
Gemisch aus a') 0,5
bis 15 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) einer Stärke, insbesondere
2 bis 10 Gew.-%, die mit einem nicht-ionischen Reagenz derivatisiert
ist, das aus der Gruppe, bestehend aus Alkylenoxid, Essigsäueanhydrid
und Butylketendimer, ausgewählt
ist; und a'') einem Fixativ-
oder Konditionier-Polymer, wobei das Gemisch durch Aufschlämmen der
derivatisierten Stärke
mit dem Polymer, Kochen und Trocknen hergestellt wurde; b) 5 bis
55 Gew.-% eines Treibmittels, insbesondere 5 bis 40%; c) bis zu
50 Gew.-% eines Lösungsmittels,
insbesondere 5 bis 35 Gew.-%; und d) Wasser.
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Alle
Stärken
und Mehle (im folgenden "Stärke") sind zur Verwendung
hierin geeignet und können
aus einer beliebigen nativen Quelle stammen. Eine native Stärke oder
natives Mehl, wie der Ausdruck hier verwendet wird, ist eine (eines),
wie sie/es in der Natur gefunden wird. Geeignet sind auch Stärken und
Mehle, die von einer Pflanze stammen, welche durch Standardzüchtungstechniken,
einschließlich
Kreuzung, Translokation, Inversion, Transformation oder ein beliebiges
anderes Verfahren der Gen- oder Chromosomen-Technologie unter Einschluß von Variationen
davon erhalten wurde. Außerdem
sind hierin auch Stärken
oder Mehle, die von einer Pflanze stammen, die aus künstlichen
Mutationen und Variationen der obigen generischen Zusammensetzung
gewachsen sind, die durch bekannte Standardverfahren der Mutationszüchtung erzeugt
werden können.
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Typische
Quellen für
die Stärken
und Mehle sind Getreide, Knollen, Wurzeln, Legumen und Früchte. Die
native Quelle kann Mais, Erbse, Kartoffel, Süßkartoffel, Banane, Gerste,
Weizen, Reis, Sago, Amarant, Tapioka, Pfeilwurz, Canna, Sorghum
und Wachsvarietäten
dieser oder Varietäten
mit hohem Amylosegehalt sein. Der Ausdruck "Wachs-", wie er hier verwendet wird, soll eine
Stärke
oder ein Mehl einschließen,
das wenigstens etwa 95 Gew.% Amylopectin enthält, und der Ausdruck "mit hohem Amylosegehalt" soll eine Stärke oder ein
Mehl einschließen,
die/das wenigstens etwa 45 Gew.-% Amylose enthält.
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Die
Stärke
wird zuerst nicht-ionisch unter Verwendung eines Esters oder Ethers,
der mit dem System kompatibel ist, insbesondere mit dem Lösungsmittel
und dem Treibmittel, derivatisiert. Verfahren zur nicht-ionischen
Derivatisierung sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und können z.B.
in Starch Chemistry and Technology, 2. Auflage, herausgegeben von
Whistler et al., Academic Press, Inc., Orlando (1984), oder in Modified Starches:
Properties and Uses, Würzburg,
O.B., CRC Press, Inc. Florida (1986), gefunden werden.
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Nicht-ionische
Reagenzien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Alkylenoxide wie z.B.
Ethylenoxid, Propylenoxid und Butylenoxid, Essigsäureanhydrid
und Butylketendimer. Besonders geeignete nicht-ionische Reagenzien
sind die Alkylenoxide, insbesondere Propylenoxid. Das nicht-ionische
Reagenz wird in einer Menge von 1 bis 50%, insbesondere von 5 bis
25%, bevorzugter von 7,5 bis 18%, zugesetzt.
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Beispielsweise
kann die Stärke
unter Verwendung von Propylenoxid wie folgt derivatisiert werden. Eine
wässrige
Stärkeaufschlämmung, die
5 bis 40%, insbesondere 30 bis 40%, Feststoffe enthält, wird
hergestellt. Es werden 20 bis 30% Natriumsulfat, bezogen auf das
Gewicht der Stärke,
zugegeben. Dann wird der pH durch Zugabe einer 3%igen Natriumhydroxidlösung in
einer Menge von 40 bis 60%, bezogen auf das Gewicht der Stärke, auf
11 bis 13 eingestellt. Es wird die gewünschte Menge an Propylenoxid
zugesetzt. Die Temperatur wird auf den Bereich von 35 bis 50°C, insbesondere
etwa 40°C,
gebracht und das Verfahren wird für etwa 18 bis 24 Stunden ablaufen
gelassen.
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Die
Stärke
wird im allgemeinen wenigstens teilweise gelatiniert. Wenn eine
Umwandlung enzymatisch durchzuführen
ist, wird die Gelatinierung herkömmlicherweise
vor einer Umwandlung durchgeführt.
Eine Gelatinierung kann unter Verwendung einer beliebigen Technik,
die auf dem Fachgebiet bekannt ist, insbesondere Dampfkochen, speziell
Strahlkochen, erreicht werden, und danach wird sie konvertiert (hydrolysiert).
Die Konversion bzw. Umwandlung ist von Bedeutung, wenn eine Stärke mit
reduziertem Molekulargewicht und eine reduzierte Viskosität der Stärkelösung oder
-dispersion gewünscht
wird, z.B. wenn die Stärke
in einem Haarspray verwendet werden soll. Diese Konversion kann
durch ein beliebiges fachbekanntes Verfahren, z.B. durch Enzyme,
Säure,
Dextrinierung, Manox oder Oxidation, insbesondere durch Enzyme,
erreicht werden. Wenn eine Umwandlung unter Verwendung von Säure oder
Oxidationsverfahren durchgeführt
wird, dann kann dies vor oder nach Derivatisierung der Stärke erfolgen.
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Die
enzymatische Hydrolyse der Stärke
wird unter Verwendung von Techniken, die auf dem Fachgebiet bekannt
sind, durchgeführt.
Es kann ein beliebiges Enzym oder eine Kombination von Enzymen,
von denen bekannt ist, dass sie Stärke abbauen, verwendet werden,
und zwar insbesondere Endo-Enzyme. Enzyme, die in der vorliegenden
Anmeldung einsetzbar sind, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, α-Amylase, β-Amylase, Maltogenase,
Glucoamylase, Pullulanase, insbesondere α-Amylase und Pullulanase. Die
verwendete Enzymmenge hängt
von der Enzymquelle und -aktivität,
dem verwendeten Basismaterial und dem gewünschten Hydrolysegrad ab. Typischerweise
wird das Enzym in einer Menge von 0,01 bis 1,0%, insbesondere von
0,01 bis 0,3%, bezogen auf das Gewicht der Stärke, verwendet.
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Die
optimalen Parameter für
die Enzymaktivität
werden in Abhängigkeit
von den verwendeten Enzymen variieren. Der Grad des enzymatischen
Abbaus hängt
von Fakten ab, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, einschließlich der
Enzymkonzentration, Substratkonzentration, dem pH, der Temperatur,
dem Vorliegen oder der Abwesenheit von Inhibitoren und dem Grad
und Typ der Modifikation. Diese Parameter können eingestellt werden, um
die Abbaurate der Stärkegrundlage
zu optimieren.
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Im
allgemeinen wird die enzymatische Behandlung in einer wässrigen
oder gepufferten Aufschlämmung
bei einem Level der Stärkefeststoffe
von 10 bis 40%, abhängig
von der behandelten Stärkegrundlage, durchgeführt. Eine
Konzentration der Feststoffe von 15 bis 35% ist besonders nützlich,
von 18 bis 25% ist in der vorliegenden Erfindung hilfreicher. Alternativ
kann das Verfahren ein Enzym verwenden, das auf einem festen Träger immobilisiert
ist.
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Typischerweise
wird der enzymatische Abbau bei dem höchsten Gehalt an Feststoffen
durchgeführt, der
ohne Verringerung der Reaktionsraten machbar ist, um eine gewünschte anschließende Trocknung
der Stärkezusammensetzung
zu erleichtern. Reaktionsraten können
durch einen hohen Feststoffgehalt verringert werden, da eine Bewegung
bzw. ein Rühren
schwierig oder unwirksam wird und die Stärkedispersion schwieriger zu
handeln wird.
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Der
pH und die Temperatur der Aufschlämmung sollten eingestellt werden,
um eine wirksame Enzymhydrolyse bereitzustellen. Diese Parameter
sind von dem zu verwendenden Enzym abhängig und sind auf dem Fachgebiet
bekannt. Im allgemeinen wird eine Temperatur von 22 bis 65°C, insbesondere
von 50 bis 62°C, verwendet.
Im allgemeinen wird der pH auf 3,5 bis 7,5, insbesondere von 4,0
bis 6,0 eingestellt, und zwar unter Verwendung von Hilfsmitteln,
die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
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Im
allgemeinen wird die enzymatische Reaktion etwa 0,5 bis etwa 24
Stunden, insbesondere 0,5 bis 4 Stunden benötigen. Die Zeit der Reaktion
hängt von
dem verwendeten Stärketyp,
der verwendeten Enzymmenge und den Reaktionsparametern wir prozentualer
Feststoffgehalt, pH und Temperatur ab.
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Der
enzymatische Abbau wird dann durch eine Technik, die auf dem Fachgebiet
bekannt ist, z.B. Säure-
oder Basendeaktivierung, Hitzedeaktivierung, Ionenaustausch und
Lösungsmittelextraktion,
beendet. Eine Säuredeaktivierung
kann z.B. erreicht werden, indem der pH auf niedriger als 2,0 für wenigsten
30 Minuten eingestellt wird, oder eine Hitzedeaktivierung kann erreicht
werden, indem die Temperatur auf 85 bis 95°C erhöht wird und diese Temperatur
für wenigstens
etwa 10 Minuten gehalten wird, um das Enzym vollständig zu deaktivieren.
Eine Hitzedeaktivierung ist nicht geeignet, wenn ein körniges Produkt
erwünscht
ist, da die Hitze, die zur Deaktivierung des Enzyms erforderlich
ist, im allgemeinen auch die Stärke
gelatinieren wird.
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Die
Umwandlungsreaktion wird fortgesetzt, bis die Stärke ausreichend abgebaut ist,
um geeignete Sprühcharakteristika
bereitzustellen, insbesondere zu einer Viskosität von 7 bis 80 Sekunden, bevorzugter
von 10 bis 60 Sekunden, gemessen bei einer Feststoffkonzentration
von 19 Gew.-% bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Standardtrichterverfahrens.
Das resultierende Produkt kann außerdem durch ein Destroseäquivalent
(DE) von 2 bis 40 und/oder eine Wasserfluidität von 60 bis 80 charakterisiert
sein.
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Der
Ausdruck Trichterviskosität,
wie der Ausdruck hierin verwendet wird, wird durch das folgende
Verfahren definiert. Die zu testende Stärkedispersion wird auf 19%
(G/G), gemessen mit einem Refraktometer, eingestellt. Die Temperatur
der Dispersion wird bei 22°C
kontrolliert. Insgesamt 100 ml der Stärkedispersion wird in einem
Messzylinder abgemessen. Sie wird dann in einen geeichten Trichter
gegossen, während
ein Finger zum Verschließen
der Öffnung
verwendet wird. Eine geringe Menge wird in den Messzylinder fließen gelassen,
um eingeschlossene Luft zu entfernen, und der Rest wird zurück in den
Trichter gegossen. Der Messzylinder wird dann über den Trichter umgekehrt,
so dass die Inhalte in den Trichter fließen, während die Probe läuft. Unter
Verwendung eines Zeitmessers wird die Zeit aufgezeichnet, die notwendig
ist, damit 100 ml Probe durch den Apex des Trichters fließen.
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Der
Glasteil des Trichters ist ein dickwandiger Hartglastrichter mit
58°, dessen
oberer Durchmesser 9 bis 10 cm ist und der Innendurchmesser des
Stiels etwa 0,381 cm ist. Der Glasstiel des Trichters wird auf eine ungefähre Länge von
2,86 cm ab dem Apex geschnitten, sorgfältig vorher poliert und wieder
mit einer langen Edelstahlspitze ausgestattet, die etwa 5,08cm lang
ist und einen äußeren Durchmesser
von etwa 0,9525 cm hat. Der Innendurchmesser der Stahlspitze ist
etwa 0,5952 cm am oberen Ende, wo sie mit dem Glasstiel verbunden
ist, und etwa 0,4445 cm am Ausflußende mit der Restriktion in
der Breite, die bei etwa 2,54 cm ab dem Ende auftritt. Die Stahlspitze
wird mit Hilfe eines Teflonschlauchs mit dem Glastrichter verbunden.
Der Trichter wird geeicht, so dass er 100 ml Wasser unter Verwendung
des obigen Verfahrens in 6 Sekunden durchlaufen lässt.
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Schließlich kann
die Stärke
ionisch modifiziert sein, entweder anionisch, kationisch oder zwitterionisch.
Stärkemodifikationstechniken
sind auf dem Fachgebiet bekannt und können z.B. in Starch Chemistry and
Technology, 2. Auflage, herausgegeben von Whistler et al., Academic
Press, Inc., Orlande (1984), oder in Modified Starches: Properties
and Uses, Würzburg,
O.B., CRC Press, Inc., Florida (1986) gefunden werden.
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Eine
anionische Modifikation kann durch ein Reagenz, das auf dem Fachgebiet
bekannt ist, z.B. Alkenylbernsteinsäureanhydride, anorganische
Phosphate, Sulfate, Phosphonate, Sulfonate und Natriumchloressigsäuren erreicht
werden. Besonders geeignete anionische Reagenzien sind Alkenylbernsteinsäureanhydride
und Natriumchloressigsäuren,
insbesondere Octenylbernsteinsäureanhydrid.
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Eine
Modifikation von Stärke
unter Verwendung von Octenylbernsteinsäureanhydrid kann erreicht werden,
indem die ausgewählte
Stärke
mit ausreichend Octenylbernsteinsäureanhydrid-Reagenz umgesetzt wird,
so dass die resultierende Stärke
in dem Wasser- oder dem Wasser-Lösungsmittel-Abgabesystem
ausreichend löslich
oder dispergierbar ist. Die Stärke
wird insbesondere so modifiziert sein, dass sie einen Substitutionsgrad
von 0,2 bis 3,0, vorzugsweise von 0,3 bis 1,6 hat. Der Substitutionsgrad
(DS) wird hierin verwendet, um die Anzahl an Ester-substituierten
Gruppen pro Anhydroglukoseeinheit des Stärkemoleküls zu beschreiben.
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Eine
kationische Modifikation muß bis
zu einem niedrigen Substitionsgrad, insbesondere weniger als etwa
0,3 Äquivalente
pro 100 Gramm Stärke,
erfolgen. Die kationische Modifikation kann durch ein beliebiges Reagenz,
das auf dem Fachgebiet bekannt ist, erreicht werden, einschließlich solcher,
die Amino-, Imino, Ammonium-, Sulfonium- oder Phosphoniumgruppen
enthalten. Solche kationischen Derviate umfassen solche mit stickstoffhaltigen
Gruppen, die primäre,
sekundäre,
tertiäre
und quaternäre
Amino und Sulfonium- und Phosphoniumgruppen, die entweder durch
Ether- oder Ester-Bindungen gebunden sind, umfassen. Eine kationische
Modifikation, insbesondere eine Stärkeveretherung mit tertiärem Amin
oder quaternärem
Ammonium wird typischerweise durch Behandlung mit 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlord,
2-Diethylaminoethylchlorid,
Epoxypropyltrimethylammoniumchlorid, 3-Chlor-2-hydroxypropyldimethyldodecylammoniumchlorid
und 4-Chlor-2-butenyltrimethylammoniumchlorid hergestellt.
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Eine
zwitterionische Modifikation kann unter Verwendung von beliebigen
Reagenzien, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, erreicht werden,
z.B. durch N-(2-Chlorethyl)iminobis(methylen)diphosphonsäure und
2-Chlorethylaminodipropionsäure
(CEPA).
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Im
allgemeinen wird der gewünschte
Grad der ionischen Derivatisierung höher sein, wenn die Stärke nicht
ionisch modifiziert ist als wenn die Stärke ionisch modifiziert ist.
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Gegebenenfalls
kann die Stärke
dann durch Erhöhung
des pH der Lösung
auf 5 bis 9 neutralisiert werden. Dies kann durch ein beliebiges
fachbekanntes Verfahren erfolgen, insbesondere durch Zusatz von
Amminomethylpropanol, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder anderen
Basen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
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Die
Stärkelösung wird
im allgemeinen zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere
fragmentierte Stärke,
filtriert. Eine Filtration kann durch eine beliebige Technik, die
auf dem Fachgebiet bekannt ist, insbesondere durch Filtration durch
Diatomeenerde, erreicht werden.
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Die
Stärke
kann als Lösung
verwendet werden oder kann in pulverförmiger Form durch herkömmliche Techniken,
z.B. Trommeltrocknung oder Sprühtrocknung,
gewonnen werden.
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Die
modifizierte Stärke
wird mit anderen Fixativ- oder Konditionier-Polymeren co-verarbeitet. Ein
solches Polymer kann aus Polymeren ausgewählt werden, die auf dem Fachgebiet
bekannt sind, z.B. Vinylacetat/Crotonate/Vinylneodecanoat-Copolymer,
Octylacrylamid/Acrylate/Butylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Vinylacetat/Crotonate-,
Polyvinylpyrrolidon(PVP)-, PVP/Vinylacetat-Copolymer, PVP-Acrylate-Copolymer,
Vinylacetat/Crotonsäure/Vinylpropionat-,
Acrylate/Acrylamid-, Acrylate/Octylacrylamid-, Acrylate-Copolymer, Acrylate/Hydroxyacrylate-Copolymer
und Alkylestern von Polyvinylmethylether//Maleinsäureanhydrid-,
Diglykol/Cyclohexandimethanol/-Isophthalate/Sulfoisophthalate-Copolymer,
Vinylacetat/Butylmaleat- und Isobornyl-Acrylat-Copolymer, Vinylcaprolactam/PVP/Dimethylaminoethylmethacrylat-,
Vinylacett/-Alkylmaleathalbester/N-substituiertes
Acrylamid-Terpolymer, Vinylcaprolactam/-Vinylpyrrolidon/Methacrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid-Terpolymer,
Methacrylate/Acrylate-Copolymer/Aminsalz, Polyvinylcaprolactam,
Polyurethanen, Polyquaternium-4, Polyquaternium-10, Polyquaternkum-11,
Polyquaternium-46, Hydroxypropylguar, Hydroxypropylguar-Hydroxypropyltrimoniumchlorid,
Polyvinylformamid, Polyquaternium-7 und Hydroxypropyltrimoniumchloridguar.
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Um
die Stärke
und das Polymer zu coprozessieren, wird das Polymer in Wasser gelöst. Die
modifizierte Stärke
wird dann in das dispergierte Polymer aufgeschlämmt und die Aufschlämmung wird
verarbeitet. Verarbeiten bzw. Prozessieren beinhaltet Kochen und Trocknen,
insbesondere Strahlkochen und Sprühtrocknen, und beinhaltet die
Verfahren, die in den US-Patenten Nr. 5 149 799; 4 280 851; 5 188
674 und 5 571 552 offenbart sind.
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Das
Abgabesystem wird in den meisten Fällen eine Mischung aus Wasser
und einer oder mehreren flüchtigen
organischen Verbindungen, die als Lösungsmittel wirken, sein. Die
Lösungsmittelmenge
wird eine Menge von 0 bis etwa 50%, insbesondere von 5 bis 35 Gew.-%
der Zusammensetzung sein. Allerdings ist es möglich, Haarkosmetikum-Zusammensetzungen
herzustellen, die die erfindungsgemäßen Stärken enthalten, wobei das Abgabesystem
in erster Linie Wasser oder sogar im wesentlichen kein Lösungsmittel
umfasst.
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Typischerweise
wird das organische Lösungsmittel
ein niederer Alkohol (hierin definiert als ein Alkohol mit 1 bis
7 Kohlenstoffatomen), insbesondere Methanol, Ethanol, Propanol,
Isopropanol oder Butanol, sein. Ebenfalls geeignet sind Acetate,
Ester und Ketone, insbesondere Dimethoxymethan und Aceton.
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Um
die Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzung zu formulieren, wird
ein Treibmittel zugesetzt. Treibmittel, die in der vorliegenden
Erfindung einsetzbar sind, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf,
Ether, z.B. Dimethylether; ein oder mehrere Kohlenwasserstoffe mit
niedrigem Siedepunkt, z.B. geradkettige und verzweigte C3-C6-Kohlenwasserstoffe,
z.B. Propan, Butan und Isobutan; halogenierte Kohlenwasserstoffe,
z.B. Fluorkohlenwasserstoffe, z.B. 1,1-Difluorethan und 1,1,1,2-Tetrafluorethan,
das als verflüssigtes
Gas vorliegt, und die komprimierten Gase wie Stickstoff, Luft und
Kohlendioxid.
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Die
Menge an Treibmittel, die in den Haarkosmetikum-Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann von 5 bis 55 Gew.-%,
insbesondere von 5 bis 40 Gew.-% der Haarkosmetikum-Zusammensetzung
variieren. Es sollte betont werden, dass die obigen Treibmittel
flüchtige
organische Verbindungen sind. Allerdings ist die Emission von halogenierten
Kohlenwasserstoffen, z.B. Fluorkohlenwasserstoffen, und der komprimierten
Gase derzeit nicht Gegenstand von Umweltbestimmungen; daher können diese Verbindungen
in die Haarsprays der Erfindung formuliert werden, ohne in den Gesamt-VOC-Gehalt
eingeschlossen zu werden.
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Optionale
herkömmliche
Additive können
auch in die Haarspray-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
eingearbeitet werden, um bestimmte modifizierende Eigenschaften
für die
Zusammensetzung bereitzustellen. Unter diesen Additiven sind Weichmacher,
z. B. Glyzerin, Glykol und Phthalester; Aufweichungsmittel, Gleitmittel
und Penetrationsmittel, z.B. Lanolinverbindungen; Riechstoffe und
Parfums; UV-Absorptionsmittel;
Farbstoffe und andere Färbemittel;
Verdickungsmittel; Antikorrosionsmittel; Mittel gegen Klebrigkeit;
Kämmhilfsmittel
und Konditioniermittel; Antistatika; Neutralisatoren; Glanzmittel;
Konservierungsmittel; Schaumstabilisatoren; Emulgiermittel und grenzflächenaktive
Mittel. Solche Additive werden üblicherweise
in den bisher bekannten Haarkosmetikum-Zusammensetzungen verwendet.
Diese Additive sind in geringen, wirksamen Mengen zur Erfüllung ihrer
Funktion vorhanden und werden im allgemeinen 0,1 bis 10 Gew.-% jeweils
und 0,1 bis 20 Gew.-% insgesamt, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung,
ausmachen.
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Die
vorliegenden stärkehaltigen
Haarpflegezusammensetzungen können
auch mit anderen modifizierten oder nicht modifizierten Stärken kombiniert
werden, welche zusätzliche
funktionelle Vorzüge
bereitstellen. Zum Beispiel können
Formulierungen mit 2-Chlorehtylaminodipropionsäure-Derivaten
von Kartoffelstärke
oder Hydroxypropylstärkephosphat
zur Verdickung oder Rheologiemodifikation in Haarstyling-Lotionen und -Cremes
eingearbeitet werden, und Stärken
wie Tapiokastärke,
Maisstärke,
Aluminiumstärkeoctenylsukzinat oder
modifizierte Maisstärke
können
in den Haarpflegezusammensetzungen als ästhetische Verstärkungsmittel
eingesetzt werden, um seidigere, glattere Formulierungen bereitzustellen.
Modifizierte Stärken,
wie sie hierin verwendet werden, sollen ohne Beschränkung konvertierte
Stärken,
vernetzte Stärken,
acetylierte und organisch veresterte Stärken, hydroxypropylierte und
hydroxyethylierte Stärken,
phosphorylierte und anorganisch veresterte Stärken, kationisch, anionisch
oder zwitterionisch modifizierte Stärken sowie sukzinierte Stärken umfassen.
Solche modifizierten Stärken
sind auf dem Fachgebiet bekannt und zwar z.B. in Modified Starches:
Properties and Uses von Würzburg.
Besonders geeignete modifizierte Stärken umfassen hydroxypropylierte
Stärken,
Octenylsukzinatderivate und 2-Chlorethylaminodipropionsäurederivate.
-
Um
die Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzung herzustellen, wird eine
Lösung
der Stärke
in Wasser oder Wasser/Lösungsmittel-Gemisch
hergestellt. Dann können
optionale Additive zugesetzt werden.
-
Das
Gemisch wird dann mit einem Treibmittel gemäß herkömmlicher Standards, die auf
dem Fachgebiet bekannt sind, unter Druck gesetzt, um die Aerosol-Haarkosmetikum-Zusammensetzung zu
bilden. Die angewendeten Drücke
sind solche, die herkömmlicherweise
eingesetzt werden, um Aerosolsprays herzustellen, z.B. von 206,8
kPa (30 psi) bis 758,4 kPa (110 psi).
-
Haarkosmetikum-Zusammensetzungen
umfassen, sind aber nicht beschränkt
auf, Haarfixativ-Zusammensetzungen und Stylinghilfsmittel, z.B.
Haarsprays und -schäume.
-
Ein
Vorteil der vorliegenden stärkehaltigen
Haarpflegezusammensetzungen besteht darin, dass die Stärken im
wesentlichen in Wasser löslich
sind und mit dem Treibmittel kompatibel sind. Dies ermöglicht es, dass
eine Zusammensetzung mit reduziertem Lösungsmittelgehalt oder einer
im wesentlichen lösungsmittelfrei
Zusammensetzung formuliert wird. Löslichkeit ist dahingehend wichtig,
dass das Vorliegen von partikelförmigem
Material (d.h. ungelöste
Stärke)
die Ventilbetätigungsmittel
verstopfen kann, was eine Störung
der Abgabe der Zusammensetzung durch Aerosol bewirkt.
-
Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besteht
darin, dass sie eine relativ niedrige Viskosität haben. Dies hilft es, unerwünschte Klebrigkeit
und Schwere, die mit vielen herkömmlichen Haarkosmetik-Zusammensetzungen
verbunden sind, zu eliminieren. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Haarkosmetikum-Zusammensetzungen
ist der, dass sie bei hoher relativer Feuchtigkeit (RH) im Gegensatz
zu vielen herkömmlichen
stärkehaltigen
Haarkosmetik-Zusammensetzungen auf Wasserbasis nicht klebrig werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Stärken können auch
in Haut-, Mundpflegeanwendungen und anderen Haarpflegeanwendungen
eingesetzt werden, z.B. in Lotionen, Cremes, Sonnenschutzmitteln,
Lippenbalsam, Bräunungsprodukten,
Mundspülungen,
Antiperspirantien, Shampoos und Konditionierern.
-
Die
folgenden Beispiele werden angeführt,
um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen und zu erläutern und
sollten in keiner Hinsicht als limitierend genommen werden.
-
BEISPIELE
-
Alle
Prozentangaben in den Beispiele sind auf Gewichtsbasis (G/G) berechnet.
Die folgenden Testverfahren werden in den Beispielen durchgeführt.
-
A. Bestimmung der Lockenretention
bei hoher Feuchtigkeit durch Haarspray
-
Die
Lockenretentionseigenschaften der Haarspraystärken werden bei 22,2°C (72°F)/90% relative Feuchtigkeit über einen
Zeitraum von 24 Stunden gemessen.
-
Ausrüstung:
-
- 20,32 cm (8")
Remi Blue String – europäisches braunes
Haar
- Rasiermesser
- Nylonkamm
- Weißer
Baumwollfaden (Größe #8)
- 7,62 cm × 1,27
cm (3'' × ½'')
Teflondärme
- Umluftofen mit 48,9°C
(120°F)
- Plexiglas-Retentionsplatten
- Umgebungskammer (Genauigkeit ± 2 R.H. mit 22,2°C (72°F))
- Prell-Shampoo
-
Vorgehensweise:
-
Herstellung von Locken-Mustern
-
- 1. Trenne Haar in kleine Muster mit etwa 2
Gramm Gewicht.
- 2. Befestige eine Haarprobe mit 1,905 cm (3/4'') vom Wurzelende durch Umwickeln mit
Baumwollfaden.
- 3. Falte am Wurzelende und sichere das Haar in einer kleinen
Schlaufe mit Faden. Lasse etwa 15,24 cm (6") am losen Faden, um eine Identifikationsmarke
zu befestigen.
- 4. Um einen Verlust von einzelnen Haarschäften während des Kämmens zu vermeiden, wird das
Wurzelende an den Fadenwindungen mit Epoxyzement angeklebt. Der
Zement wird härten
gelassen.
- 5. Das Haarmuster wird in einer 10%igen Shampoolösung gewaschen.
Dann wird gründlich
mit warmem Leitungswasser gespült.
- 6. Kämme
die Haarschäfte,
um sie zu entwirren.
- 7. Schneide das Haarmuster auf eine Größe von 15,24 cm (6") in der Länge ab dem
in Schleife gelegten Wurzelende. Trockne bei 48,9°C (120°F).
-
Herstellung und Behandlung
von Testproben
-
- 1. Befeuchte Haar und Kämme durch, um Knoten zu entfernen.
- 2. Drücke übermäßiges Wasser
aus, indem das Muster zwischen Daumen und Zeigefinger geführt wird.
- 3. Locke Haar zu einer Rollenform, indem es auf einen Teflondorn
aufgerollt wird. Befestige das Haar mit einem Plastikclip auf dem
Dorn.
- 4. Trockne Haar, Horn und Clip bei 48,9°C (120°F).
- 5. Wenn das Haar trocken und kühl ist, entferne Clips und
Haarlocke von dem Dorn.
- 6. Hänge
die Haarlocke an dem gebundenen Ende auf. Bringe eine kontrollierte
Menge an Haarspray in kontrollierter Weise auf. Bei der Beurteilung
eines Aerosolhaarsprays wird ein "Sprühstoß" über 2 Sekunden gleichmäßig sowohl
auf die Vorder- als auch auf die Rückseite der Locke aus einem
Abstand von 15,24 cm (6'') aufgetragen.
- 7. Lege die frisch besprühte
Locke auf eine horizontale Oberfläche und lasse sie für 1 Stunde
an der Luft trockne.
- 8. Hänge
die trockenen Locken in statistischer Art an graduierten, klaren,
transparenten Plexiglas-Lockenretentions-Platten auf.
- 9. Nehme eine Ablesung der Anfangslockenhöhe (Lo)
vor und stelle Lockenretentionsplatten in die Umgebungskammer.
- 10. Zeichne die Lockenlänge
(Lt) nach 15, 30, 60 und 90 Minuten, 2, 3, 4, 5 und 24 Stunden auf.
-
Berechnungen
-
Berechne
den Prozentwert der Lockenretention durch:
worin:
- L
- = Länge des
vollständig
gedehnten Haares
- Lo
- = Länge des
Haares vor Behandlung
- Lt
- = Länge des
Haares nach Behandlung
-
B. Anfängliches Durchhängen der
Locke
-
Umfang
-
Anfängliches
Durchhängen
der Locke (ICD) ist als der unmittelbare Verlust an Lockenintegrität beim Besprühen einer
aufgehängten
trockenen Locke mit einer wasserhaltigen Formulierung definiert.
-
Ausrüstung
-
- 15,24 cm (6")
braunes Haar (9 gerollte Muster pro Probe)
- Plexiglas-Retentionsplatte
- Digitale Timer oder Stopuhren
-
Vorgehensweise
-
- 1. Bestimme Sprührate und Polymerabscheidung
von jeder Aerosolprobe vor dem Testen.
- 2. Rolle Muster auf weiße
Teflondorne.
- 3. Lasse aufgerolltes Haar abkühlen und bei 50% RH, 22,2°C (72°F) für wenigstens
3 Stunden abkühlen, bevor
es von dem Dorn entfernt wird.
- 4. Hänge
die Haarlocke am gebundenen Ende an der Retentionsplatte auf, wobei
der Befestigungsclip verwendet wird. Stelle sicher, dass der untere
Teil der Locke die "0"-Markierung an dem
Brett erreicht.
- 5. Sprühe
die erste Seite des gelockten Haars von links nach rechts für einen
Zeitraum, der spezifiziert ist, um eine gleichmäßige Polymerabscheidung während der
Gesamtsprühzeit
aufrecht zu erhalten. Drehe die Locke um 180° unter Verwendung des Clips
und beende den Sprühzyklus
an der anderen Seite, bevor zurück
in die ursprüngliche
Position gedreht wird. Das gesamte Besprühen sollte aus einer Entfernung
von 15,24 cm (6")
(Düse auf
das Haar) erfolgen.
- 6. Zeichne die Lockenlänge
nach 30, 60 und 90 Sekunden wie auch nach 2, 4 und 6 Minuten nach
dem anfänglichen
Sprühen
auf, wobei Markierungen auf der Platte gemacht werden.
- 7. Um mehr als eine Locke auf einmal zu behandeln, beginne mit
dem Besprühen
einer zweiten Locke nachdem die erste Locke für 2–4 Minuten behandelt wurde.
Unter Verwendung eines anderen Timers wiederhole das oben beschriebene
Verfahren. Sei vorsichtig, damit kein Übersprühen unter Kontakt mit der Anfangslocke
erfolgt. Wiederhole diese Verfahren, sobald die Anfangslocke für 6 Minuten
behandelt wurde.
-
Resultate
-
Errechne
den Prozentwert der Lockenretention für jedes Zeitintervall.
-
C. Verfahren des Tests
auf Taber-Steifigkeit
-
Aerosol-Haarspray-Formulierungen
werden auf Steifigkeit an drei Mustern 10,20 cm (4 ¼'') von braunem europäischen Frauenhaar getestet
und die Resultate werden gesammelt und gemittelt. Die Muster werden
zuerst in einem Ofen bei 43,4°C
(110°F)
für 30
Minuten getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen, und danach in
einem Exikator für
15 Minuten getrocknet. Die Muster werden gewogen und das Gewicht
wird als W1 aufgezeichnet. Jedes Muster
wird mit einer Haarspray-Formulierung für 1 Sekunde besprüht und dann
auf eine Retentionsplatte geklemmt und in einem Ofen mit 43,3°C (110°F) für 15 Minuten
getrocknet. Die Muster werden im Exikkator gekühlt und erneut gewogen. Das
Gewicht wird als W2 aufgezeichnet. Die Muster
werden dann zum Equilibrieren über
Nacht bei 50% relativer Feuchtigkeit und 23°C gehalten.
-
Die
Steifigkeit wird unter Verwendung eines Taber V-5-Steifigkeittestgeräts von Taber
Industries, North Tonawanda, NY, getestet, wobei dieses zur Beurteilung
der Steifigkeit und Elastizität
von Papier, Pappe und anderen flexiblen Materialien konzipiert ist.
Mit Haarproben wurde das folgende Verfahren und die folgende Berechnung
angewandet.
-
Wenn
die Maschine zum ersten Mal angestellt wird, wird der optische Encoder
im Inneren der Einheit orientiert und das Pendulum entsprechend
den Anweisungen des Herstellers balanciert.
-
Das
Haarmuster wird zwischen die Klemmbacken eingefügt, wobei die untere Kante
leicht an der Bodenmarke bleibt. Die Klemmbacken werden durch Drehen
der Schrauben an jeder Seite der Klemme festgezogen.
-
Das
Muster wird zwischen den Bodenrollen zentriert. Mit einem Finger
wird leichter Druck auf den Kontrollhebeschalter ausgeübt und die
Steuerungsscheibe nach links abgebogen, bis die Linie am Pendulum
unter der 15° Ablenkungsmarke
ist. Es wird eine glatte kontinuierliche Bewegung ohne plötzliche
Starts und Stops angewendet.
-
Die
Steifigkeitsablesung an der äußeren Skala,
die gegenüber
der Nulllinie an der Steuerungsscheibe (LS) liegt, wird aufgezeichnet.
Man lenkt nun dasselbe Muster um 15° nach rechts und nimmt diese
Steifigkeitsablesung (RS). Die linke und rechte Ablesung werden
Bemittelt und mit 5 multipliziert. Das Produkt ist der Steifigkeitswert
für das
Muster.
-
D. Vorgehensweise beim
Test auf Entfernbarkeit
-
Unter
Verwendung von Aerosolformulierungen werden acht Haarmuster mit
experimenteller Formulierung besprüht und acht werden mit einer
Kontrollformulierung besprüht
und sie werden bei Umgebungstemperatur für eine Stunde trocknen gelassen.
Jedes Muster wird unter Leitungswasser für 1 Minute gespült, während mit
den Fingern das Haar massiert wird. Gebe nasse Muster in einen Ofen
mit 43,3°C
(110°F),
bis sie trocken sind. Experimentelle Muster werden gegen Kontrollmuster
paarweise angeordnet und subjektiv auf Reststeifigkeit, Schuppenbildung
und Griffeigenschaften beurteilt.
-
E. Vorgehen beim Test
auf Klebrigkeit und Trocknungszeit
-
Hänge acht
Sätze aus
zwei unbehandelten Haarmustern jeweils getrennt auf. Besprühe ein Muster
jedes Satzes mit experimenteller Formulierung und das andere Muster
gleichzeitig mit Kontrollformulierung. Fühle die Muster unverzüglich auf
Klebrigkeit und Trocknungszeiten. Zeichne die Zeit auf, bei der
die Klebrigkeit beginnt, die Klebrigkeit endet und wann sich jedes
Muster trocken anfühlt.
Subtrahiere die Startzeit der Klebrigkeit von der Endzeit der Klebrigkeit,
um die Gesamtzeit der Klebrigkeit zu erhalten.
-
Beispiel 1 – Herstellung
von Stärke,
die mit Propylenoxid modifiziert ist
-
- a. Eine 40%ige wässrige Lösung von Wachsstärke wurde
hergestellt und 25% Natriumsulfat wurde zugesetzt. Der pH wurde
dann unter Verwendung einer 3%igen Natriumhydroxidlösung auf
etwa 11,5 eingestellt. Die Stärke
wurde mit 7,5% Propylenoxid behandelt. Der pH wurde dann unter Verwendung
verdünnter Schwefelsäure auf
5,5 eingestellt.
- b. Beispiel 1a wurde unter Verwendung einer Propylenoxidkonzentration
von 15% wiederholt.
- c. Beispiel 1a wurde unter Verwendung einer Propylenoxidkonzentration
von 3% wiederholt.
- d. Beispiel 1a wurde unter Verwendung einer Maisstärke mit
50% Amylose wiederholt.
- e. Beispiel 1a wurde unter Verwendung einer Maisstärke mit
70% Amylose wiederholt.
- f. Beispiel 1b wurde unter Verwendung von Tapiokastärke wiederholt.
- g. Beispiel 1b wurde unter Verwendung von Kartoffelstärke wiederholt.
-
Beispiel 2 – Herstellung
von hydrolysierter Stärke,
die mit Propylenoxid modifiziert ist
-
- a. Die aufgeschlämmte Stärke von Beispiel 1a wurde unter
Verwendung von Schwefelsäure
auf einen pH von 5,5 eingestellt und gekocht, bis sie vollständig gelatiniert
war. Die Stärke
wurde dann unter Verwendung von α-Amylase
zu einer Trichterviskosität
von etwa 30 Sekunden hydrolysiert.
- b. Beispiel 2a wurde unter Verwendung einer Stärke mit
70% Amylose wiederholt.
- c. Beispiel 2a wurde wiederholt, wobei zu einer Trichterviskosität von 10
Sekunden hydrolysiert wurde.
- d. Beispiel 2a wurde wiederholt, indem zu einer Trichterviskosität von 60
Sekunden hydrolysiert wurde.
-
Beispiel 3 – Herstellung
von hydrolysierter Stärker,
die mit Propylenoxid und Octenylbernsteinsäureanhydrid modifiziert ist
-
- a. Eine 40%ige wässrige Aufschlämmung von
AmiocaTM-Stärke wurde hergestellt. 25%
Natriumsulfat wurde zugesetzt. Dann wurde der pH durch Zusatz einer
3%igen Natriumhydroxidlösung
auf etwa 11,50 eingestellt. Die Stärke wurde dann mit Propylenoxid
mit einer Konzentration von 7,5% behandelt. Nach der Reaktion wurde
der pH unter Verwendung von Schwefelsäure auf 3,5 eingestellt. Die
Lösung
wurde für
1 Stunden rühren
gelassen und der pH wurde dann mit 3% Natriumhydroxid auf 5,5 eingestellt.
Als nächstes wurde
die Stärke
gekocht, bis sie vollständig
gelatinierte und wurde mit α-Amylase
zu einer Trichterviskosität
von 30 Sekunden hydrolysiert. Die Stärkekochung wurde auf Raumtemperatur
abgekühlt.
Octenylbernsteinsäureanhydrid
wurde dann zu einer Konzentration von 6% zugesetzt, während der
pH unter Verwendung einer 25%igen Natriumhydroxidlösung bei
7,5 gehalten wurde. Die Stärke
wurde umsetzen gelassen, bis der Alkaliverbrauch stoppte. Dann wurde
der pH unter Verwendung verdünnter
Salzsäurelösung auf
5,5 eingestellt. Die Stärke
wurde dann durch Celite filtriert (Celite 512 ist eine Diatomeenerde,
die von Celite Corporation im Handel verfügbar ist).
- b. Beispiel 3a wurde unter Verwendung von Propylenoxid mit einer
Konzentration von 15% wiederholt.
- c. Beispiel 3a wurde unter Verwendung von Propylenoxid mit einer
Konzentration von 3% wiederholt.
- d. Beispiel 3a wurde wiederholt, wobei die Stärke zu einer
Trichterviskosität
von weniger als 10 Sekunden hydrolysiert wurde.
- e. Beispiel 3a wurde wiederholt, indem die Stärke zu einer
Trichterviskosität
von 15 Sekunden hydrolysiert wurde.
- f. Beispiel 3a wurde wiederholt, indem die Stärke zu einer
Trichterviskosität
von 60 Sekunden hydrolysiert wurde.
- g. Beispiel 3a wurde wiederholt, indem die Stärke unter
Verwendung von konzentrierter Salzsäure für 16 Stunden hydrolysiert und
dann durch Zusatz von Natriumcarbonat und Natriumhydroxid neutralisiert
wurde.
- h. Beispiel 3a wurde wiederholt, indem die Stärke unter
Verwendung von Natriumhypochloritlösung für 16 Stunden hydrolysiert wurde.
10% Natriumbisulfitlösung
wurde zugesetzt, um restliches Hypochlorit zu entfernen und unter
Verwendung von verdünnter
Salzsäure
neutralisiert.
- i. Beispiel 3a wurde unter Verwendung von Kartoffelstärke anstelle
von Amioca wiederholt.
-
Beispiel 4 – Herstellung
von anderen modifizierten hydrolysierten Stärken
-
- a. Eine 40%ige Aufschlämmung von AmiocaTM-Stärke wurde
hergestellt. Der pH wurde unter Verwendung von 3% NaOH auf etwa
11,5 eingestellt. Die Aufschlämmung
wurde mit 5% 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid behandelt.
Die Aufschlämmung
wurde für
10 bis 12 Stunden reagieren gelassen, während der pH unter Verwendung
von 3% NaOH bei 11,5 gehalten wurde. Die Stärke wurde dann auf pH = 5,5
eingestellt, wobei verdünnte
Salzsäurelösung verwendet
wurde, es wurde filtriert und gewaschen. Als nächstes wurde die Stärke gekocht,
bis sie vollständig
gelatiniert war und dann mit α-Amylase
zu einer Trichterviskosität
von 30 Sekunden hydrolysiert. Die Stärkekochung wurde auf Raumtemperatur
abgekühlt. Octenylbernsteinsäureanhydrid
wurde dann in einer Konzentration von 6% zugesetzt. Der pH wurde
unter Verwendung von 25% Natriumhydroxidlösung bei 7,5 gehalten. Die
Stärke
wurde reagieren gelassen, bis der Alkaliverbrauch stoppte. Der pH
wurde dann unter Verwendung von verdünnter Salzsäurelösung auf 5,5 eingestellt. Die
Stärke
wurde dann durch Celite filtriert (Celite 512 ist eine Diatomenerde,
die von Celite Corporation im Handel erhältlich ist).
- b. Beispiel 4a wurde unter Verwendung von 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethylammoniumchlorid
mit einer Konzentration von 10% wiederholt.
- c. Beispiel 4a wurde wiederholt, indem die Verwendung von 2-Chlorethylaminodipropionsäure in einer
Konzentration von 5% für
die Verwendung von 3-Chlor-2-hydroxypropyltrimethyl
eingesetzt wurde.
- d. Eine 40%ige wässrige
Aufschlämmung
von AmiocaTM-Stärke wurde hergestellt. 25%
Natriumsulfat wurde zugesetzt. Der pH wurde dann durch Zusatz einer
3% Natriumhydroxidlösung
auf etwa 11,50 eingestellt. Die Stärke wurde dann Propylenoxid
in einer Konzentration von 7,5% behandelt. Nach Reaktion wurde der pH
unter Verwendung von Schwefelsäure
auf 3,5 eingestellt. Die Lösung
wurde für
1 Stunde rühren
gelassen und dann wurde der pH mit 3% Natriumhydroxid auf 5,5 eingestellt.
Als nächstes
wurde die Stärke
gekocht, bis sie vollständig
gelatiniert war, und dann mit α-Amylase
zu einer Trichterviskosität
von 30 Sekunden hydrolysiert. Die Stärkekochung wurde auf Raumtemperatur
abgekühlt.
Essigsäureanhydrid
wurde in einer Konzentration von 7,5% zugegeben, während die
Aufschlämmung
mit 25% NaOH bei pH 7,5 gehalten wurde. Die Stärke wurde umsetzen gelassen,
bis der Alkaliverbrauch stoppte. Der pH wurde dann unter Verwendung
verdünnter
Salzsäurelösung auf
5,5 eingestellt. Die Stärke
wurde dann durch Celite filtriert (Celite 512 ist eine Diatomenerde,
die im Handel von Celite Corporation verfügbar ist).
- e. Eine wässrige
50% Aufschlämmung
von AmiocaTM-Stärke wurde hergestellt. Es wurde
25% Natriumsulfat zugesetzt. Der pH wurde dann durch Zugabe einer
3% Natriumhydroxidlösung
auf etwa 11,50 eingestellt. Die Stärke wurde dann mit Propylenoxid
in einer Konzentration von 7,5% behandelt. Nach der Reaktion wurde
der pH unter Verwendung von Schwefelsäure auf 3,5 eingestellt. Die
Lösung
wurde für
1 Stunde rühren
gelassen und der pH wurde mit 3% Natriumhydroxid auf 5,5 eingestellt.
Als nächstes
wurde die Stärke
gekocht, bis sie vollständig
gelatiniert war, und mit α-Amylase zu einer
Trichterviskosität
von 30 Sekunden hydrolisiert. Die Stärkekochung wurde auf Raumtemperatur
abgekühlt.
Essigsäureanhydrid
wurde in einer Konzentration von 7,5% zugesetzt, während der
pH der Aufschlämmung
mit 25% NaOH bei pH 7,5 gehalten wurde. Dann wurde Octenylbernsteinsäureanhydrid
in einer Konzentration von 6% zugegeben, während der pH unter Verwendung
von 25% NaOH bei 7,5 gehalten wurde. Die Stärke wurde umsetzen gelassen,
bis der Alkaliverbrauch stoppte. Dann wurde der pH unter Verwendung
von verdünnter
Salzsäurelösung auf
5,5 eingestellt. Die Stärke
wurde dann durch Celite filtriert. Celite 512 ist eine Diatomenerde, die
von Celite Corporation im Handel erhältlich ist).
-
Beispiel 5 – Coprozessieren
von Stärke
mit einem Polymer
-
5
g Polyvinylpyrrolidon (PVP) wurden in 900 Gramm Wasser aufgelöst. 100
g der Stärke
von Beispiel 1e wird dann in der Polymerlösung aufgeschlämmt. Die
Aufschlämmung
wurde bei 150 – 155°C strahlgekocht und
dann unter Druck direkt zum Sprühtrockner
transportiert, um eine Retrogradation zu verhindern. Die gekochte
Aufschlämmung
wurde mit einer Einlasstemperatur von 230°C und einer Auslasstemperatur
von 120°C sprühgetrocknet.
-
Beispiel 6 – Neutralisation
der Stärke
-
Die
Stärken
der Beispiele 1 bis 5 wurden durch den Zusatz von 2-Amino-2-methyl-1-propanol neutralisiert.
-
Beispiel 7 – Herstellung
einer Haarspraylösung
-
- a) Die Stärken
der Beispiele 1-6 wurden jeweils unter Anwendung des folgenden Verfahrens
zu einer Haarspraylösung
verarbeitet. Die Stärke
wurde mit Wasser zu einer Lösung
mit 7,5% Feststoffen verdünnt.
Dimethylether-Treibmittel wurde zugesetzt, um folgende Endkonzentration
zu erhalten: 5% Stärke,
33% Treibmittel und 62% Wasser.
-
Beispiel 8 – Leistungsfähigkeit
von Stärken
in einem Aerosol-Haarspray
-
Die
Stärken
aus den Beispielen 3a und 3b wurden nach den folgenden Formulierungen
zu Aerosol-Haarspray-Systemen mit geringem VOC formuliert. Alle
angegebenen Werte sind Gewichtsteile, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Haarspray-Zusammensetzung.
Ingrediens | Gewichtsteile
(Trockenbsis) Alkoholfrei (33% VOC) |
Stärkepolymer | 5,0 |
Entionisiertes
Wasser | 62,0 |
Dimethylether | 33,0 |
-
Unter
Rühren
wird das Stärkepolymer
bis zur Homogenität
in entionisiertes Wasser gesiebt. Lösungen wurden filtriert und
in Aerosolbehälter
gefüllt.
Dosen wurden mit Dimethylether als Treibmittel gefüllt. Haarsprayformulierungen
wurden an 2 Gramm-Mustern
europäischen
braunen Haares auf Sprühcharakteristika getestet.
Die Sprays wurden mit Seaquist NS-34-Ventil (0,03302 cm; 0,013"), Dampfharn × 0,03302
cm (0,013'') Stielöffnung × 0,1016,
cm (0,0409") Tauchrohrdurchmesser)
mit einer Excel 200 Misty (0,04064 cm; 0,016'')-Öffnungs-Betätigungsvorrichtung
in einem 2 Sekundenstoß aus
einem Abstand von 15,24 cm (sechs Inch) abgegeben. Die Formulierungen
wurden mit:
Kontrolle A (Diglycol/CHDM/Isophthalate/SIP-Copolymer
in einer Konzentration von 5% Feststoffen, 33% VOC-Aerosol, im Handel
verfügbar
von Eastman Chemical Company, Kingsport, Tennessee);
Kontrolle
B (VA/Crotonate/Vinylneodecanoat-Copolymer in einer Konzentration
von 5% Feststoffen, wasserfreies Aerosol, im Handel verfügbar von
National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey);
Kontrolle
C (Acrylate/Octylacrylamid-Copolymer in einer Konzentration mit
5% Feststoffen, wasserfreies Aerosol, im Handel erhältlich von
Natrional Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey);
und/oder
Kontrolle D (Octylacrylamid/Acrylate/Butylaminoethylmethacrylat-Copolymer
mit einer Konzentration von 5% Feststoffen, wasserfreies Aerosol,
erhältlich
von Natrional Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey)
verglichen.
Ingrediens | Wasserfreie
Formulierungen Gewichtsteile (Trockenbasis) |
Polymer | 5,0 |
2-Amino-2-methyl-1-propanol
(AMP)a | 1,0 |
Wasserfreies
Ethanol | 69,0 |
A-46-Kohlenwasserstoff b | 25,0 |
- a im Handel verfügbar von
Angus Chemical Company
- b Isobutan/Propan
-
Aerosollöslichkeit
-
Die
Löslichkeit
der Stärken
in der Haarspray-Zusammensetzung werden bestimmt, indem die Klarheit unmittelbar
nach Formulierung und nach 12 Stunden untersucht wird. Die Resultate
sind in Tabelle I unten gezeigt.
-
-
Sprühcharakteristika
-
Die
Sprühcharakteristika
der alkoholfreien Aerosole wurden auf einer Skala von A bis F bewertet,
wobei A das beste Spray ist. Eine Bewertung "A" zeigt
einen weiten Sprühkegel,
feines Spray, kleine Partikelgröße und keinen
Schaum auf dem Haar oder der Betätigungsvorrichtung.
Eine Bewertung "F" bezeichnet einen engen
Sprühkegel,
ein Spritzen an der Betätigungsvorrichtung,
große
Partikelgröße und offensichtliches Schäumen auf
dem Haar oder der Betätigungsvorrichtung.
Die mittlere Partikelgröße der Sprays
wurden mit einem Malvern Series 2600 Tropfchen- und Partikelgrößenanalysator
von Malvern Instruments Inc., Southborough, MA, gemessen. Die Resultate
sind in Tabelle II angegeben.
-
-
Lockenretention bei hoher
Feuchtigkeit (90%)
-
Die
mittleren Retentionswerte für
neun Proben sind in Tabelle III unten aufgelistet.
-
-
Alle
Stärkebeispiele
sind bezüglich
der Feuchtigkeitsbeständigkeit
mit den Kontrollen vergleichbar.
-
Beurteilung der Entfernbarkeit
durch Shampoo
-
Die
Entfernbarkeit durch Shampoo im Vergleich zur Kontrolle C ist in
Tabelle IV unten angegeben.
-
-
Die
Resultate sind statistisch mit der Kontrolle äquivalent. Taber-Steifigkeit Tabelle
V
Polymer | Steifigkeit
% der Kontrolle D |
Beispiel
3a | 65% |
Kontrolle
A | 72% |
-
Klebrigkeit und Trocknungszeit
-
Klebrigkeit
und Trocknungszeit wurden mit Kontrolle D verglichen.
-
-
Beispiel
3a ist der Kontrolle statistisch überlegen (weniger Klebrigkeit,
schnellere Trocknungszeit).
-
Anfängliches Herunterhängen der
Locke
-
Die
Zusammensetzungen wurden bei 50% relativer Feuchtigkeit (RH) getestet.
Mittlere % Lockenretentionswerte von neun Werten pro Probe sind
in Tabelle VII unten gezeigt. Tabelle
VII
Beispiel
9 – Beurteilung
von Stärke/Polymer
in Schaum
Ingrediens | Menge
(g) |
Polymer | 3,00 |
Grenzflächenaktives
Mittel Tergitol NP-9a | 0,60 |
Dowicil
200b | 0,20 |
Wasser | 88,20 |
Treibmittel
A-46c | 8,00 |
- a Nonoxynol-9,
im Handel verfügbar
von Union Carbide
- b Quaternium-15, im Handel verfügbar von
Dow Chemical Co.
- c Isobutan/Propan
-
Das
Polymer wurde langsam unter Rühren
in das Wasser dispergiert. Tergitol und Dowicil wurden unter fortgesetztem
Rühren
zugesetzt. Die resultierende Lösung
wurde filtriert und verwendet, um Aerosoldosen zu füllen. Die
Dosen wurden mit dem Treibmittel befüllt.
-
Polymere
-
- Stärke
von Beispiel 5
- Luviskol VA 64 (PVP/VA 60/40), im Handel erhältlich von BASF
- Gafquat, im Handel verfügbar
von International Specialty Products, 50:50-Mischung von Beispiel
5: Gafquat
-
Naßkämmbarkeit
und Gefühl
-
Der
Schaum wurde auf ein nasses Haarmuster verteilt und es wurde gekämmt. Sowohl
die Naßkämmbarkeit
als auch das Gefühl
der Formulierung unter Verwendung der Stärke von Beispiel 5 waren äquivalent zu
denen von Luviskol.
-
Sowohl
die Naßkämmbarkeit
als auch das Gefühl
der Formulierung, die die 50:50-Mischung
von Beispiel 5: Gafquat verwendete, waren äquivalent zu denen von Gafquat
allein.
-
Subjektive
Steifigkeit
-
Die
Stärke
von Beispiel 5 lieferte mehr Steifigkeit als Luviskol. Der Schaum
wurde dann erneut formuliert unter Verwendung von 2,25% und 1,5%
Stärke
von Beispiel 5, unter Verwendung von Wasser als Ersatz für die entfernte
Stärke.
Der Vergleich mit Luviskol (mit 3%) ist unten gezeigt.
3%
Beispiel 5 | steifer
als Luviskol |
2,25%
Beispiel 5 | Steifigkeit äquivalent
zu Luviskol |
1,5%
Beispiel 5 | weniger
steif als Luviskol |
-
Die
Steifheit der 50:50-Mischung Beispiel 5: Gufquat entsprach der von
Gafquat. Lockenretention
bei hoher Feuchtigkeit
Polymer | mittlere
Retention |
Beispiel
5 | 43,49 |
Gafquat | 36,84 |
Luviskol | 15,57 |
Beispiel
10 – Herstellung
einer natürlichen
texturierenden Fixativlotion
Ingredienzien | Gewichts-% |
Phase
A: | |
Entionisiertes
Wasser | 55,85 |
(1)
modifizierte Kartoffelstärke | 1,75 |
(2)
Brij 78 | 2,00 |
Phase
B: | |
(3)
DC 345 | 7,50 |
(4)
DC 200 | 2,50 |
Phase
C: | |
(5)
Lanette O | 1,40 |
(6)
Germall II | 1,00 |
Phase
D: | |
Propylenglycol | 5,00 |
Beispiel
1e | 3,00 |
Phase
E: | |
entionisiertes
Wasser | 20,00 |
| 100,00 |
-
- 1
- Modifizierte
Kartoffelstärke
(National Starch and Chemical)
- 2
- Steareth-2
(ICI Surfactants)
- 3
- Cyclomethicon
(Dow Corning)
- 4
- Dimethicon
(Dow Corning)
- 5
- Cetearyl
Alkohol (Henkel)
- 6
- Diazolidinylharnstoff
(Sutton Labs)
-
Verfahren:
-
Modifizierte
Kartoffelstärke
wurde zu kaltem Wasser gegeben und es wurde für 2 Minuten gemischt. Die Stärkelösung wurde
unter Mischen bei moderater Geschwindigkeit auf 80°C erwärmt. Das
Mischen wurde für
25 Minuten bei 80°C
fortgesetzt. Brij 78 wurde zugesetzt und gemischt, bis es gelöst war.
Phase B wurde vorgemischt und unter hoher Geschwindigkeit (8000-10000
UPM) zu Phase A gegeben. Lanette 0 wurde dann bei 80°C zugesetzt
und gemischt, gefolgt von Zusatz von Germall II. Phase D wurde vorgemischt
und dann wurde Phase E zu Phase D gegeben und gut vermischt. Phase
DE wurde zu Phase ABC gegeben und das Mischen wurde für etwa 10
bis 15 Minuten fortgesetzt.