JP4130590B2 - バット染料を利用した半永久毛髪染色系 - Google Patents

Description

本発明は毛髪染料の分野に関する。より詳しくは、本発明は半永久毛髪染色系に関する。

成功する毛髪染料処方、特に半永久又は永久染料の開発においては、常に決まって考慮される多数の目的がある。まず第1に、染料は自然な外観、耐久性、及び均一な毛髪の染色を提供するものでなくてはならない。これを達成するためには、染料はキューティクルに浸透でき、一定期間にわたり容易に洗い流されないものでなければならない。この目的を達成するために用いられるプロセスも毛髪に対して過酷すぎたり過度の損傷を与えるものでないことが好ましい。また、染色した毛髪の色は、適用の間で実質的に再現性を維持するものでなければならない。
これらの目的を達成することは簡単ではない。関連する要因は、使用されている染料のクラス、染料が入っている処方、及び染料を適用するプロセスである。これは半永久染料については特に難しい。これらの染料は通常毛髪に対する親和性が低く、時間がたつと洗い流されることを意図している。しかしながら、半永久染料はキューティクルディフュージョンによって毛髪を容易に染色でき、発色のための有害な酸化剤の存在を必要としないという利点がある。

永久染料は、その名前が示すように、半永久染料にはつきものの退色プロセスに対して耐久性がある。しかしながら、染色プロセスに染料前駆体の使用を必要とするため、この種の毛髪染色系はより複雑である。毛髪上において、染料前駆体は毛髪を染色する実際の染料を構成する染色成分に変換される。永久毛髪染色系の成分は典型的には一次中間体、カプラー、及び過酸化水素である。一次中間体の酸化の後、カプラー分子によるカップリング、典型的には発色団を生成する。このプロセスによって生成する色は長持ちで、過酸化水素による毛幹の脱色のために毛髪を明るくすることができるが、欠点がないわけではない。酸化の化学的プロセスは通常過酷で、妥当な期間内に結果を達成するためには非常に高いpHで実施しなければならない。かくして、永久染色系の使用者は処置した毛髪への損傷のリスクを負う。また、発色団は前もって存在するのではなく、in situ で形成されるため、1回目の適用から２回目の適用までのシェードの一貫性をコントロールすることは常に問題となる。
かくして、毛髪で発色させるための過酷な酸化プロセスの使用を必要としない比較的耐色性のある染料系の必要性が常に存在する。本発明は本明細書においてそのような系を提供する。

発明の概要
本発明は、染色に有効な量の可溶性バッド染料を含み、実質的に過酸化水素のような化学的酸化剤を含まない毛髪染色系に関する。染色系は、例えばニトロフェノール、アミノフェノール、又はフェニレンジタミンのような、この目的のために典型的に用いられる他の染色剤なしに毛髪に色を付与することもできる。本発明はまた、他の化学的酸化剤を使用せずに可溶性バット染料を使用して永続的に毛髪を染色する方法を提供する。

発明の詳細な説明
バット染料として知られている化合物は周知である。それらは何万年もの間使用されており、例えば天然に生じるインディゴや古代紫がある。現代では、この種の染料は合成的につくられており、天然のものも合成のものも、布を染めるために織物産業において広く用いられている(Joseph Rivlin, The Dyeing of Textile Fibers, Theory and Practice, Chapter 10, 1992参照、参照として本明細書に組み入れる)。これらの染料は、共役二重結合によって結合された２つ以上のカルボニル基を含む芳香族化合物である。その永久染料前駆体とは異なり、バット染料は既に発色団を含み、それゆえ毛髪上で発色団を生成するための酸化剤の存在を必要としない。

可溶性バット染料は実際にそれ自身が一群の染料である。それらは還元された可溶性の形態で既にバット染料であり、単に空気に曝すだけでは酸化しないというユニークな特徴を有する。可溶性バット染料はロイコバット染料のエステルである。酸の存在下、及び適切な温度下において、前記エステルは加水分解されてバット染料のロイコ酸を産生する。ロイコ酸は空気ですら酸化されて不溶性型になるが、これは、ロイコ染料にはよくあることである。
可溶性バット染料は元々織物に用いられていた。これは、それらが多くの利点を有するからである:
1．還元工程がなく、適用時の染浴の注意深いコントロールが不要である。

2．迅速な攻撃（fast-strike）を起こしうる染浴中の電解質の量が多くないので、次の適用が容易である。

3．可溶性バット染料は極めて低いpHと多様な用途に使用することができる。

可溶性バット染料が毛髪の染色に用いられることは既に開報告されているが、標準的な過酸化系との組合せにおいてのみである(US Patent No. 5,364,415)。しかしながら、発明者が知る限りにおいて、可溶性バット染料は毛髪の染色に単独で用いられたことはない。驚くことに、可溶性バット染料は半永久染料処方において他のクラスの染料を上回る（out-perform）ことが見出された。例えば、通常半永久毛髪染色料で用いられる基本的かつ直接的染料は２，３回のシャンプー後に洗い流されてしまう。しかしながら、可溶性バット染料は４５回シャンプーしても持続しうる。
適用中、可溶性バット染料は容易に毛髪中に浸透し、単に空気に曝されることにより酸化されてその不溶型に戻る。この酸化により染料は毛髪に保持され、毛髪を染色する。

本発明の可溶性バット染料は化粧品的に許容されうる可溶性バット染料のいずれであってもよい。可溶性バット染料もバット染料も２つの化学的クラス、すなわちインディゴとアントラキノン誘導体（染色の耐久性からアントラキノン類が好ましい）を含む。有用な可溶性バット染料としては、限定するものではないが、CI可溶性バットブラウン５(CI 73411)、CI可溶性バットブラック１(CI 73671)、CI可溶性バットレッド１(CI 73361)、CI可溶性バットグリーン２(CI 59831)、CI可溶性バットバイオレット８(CI 73601)、CI可溶性バットイエロー４(CI 59101)、CI可溶性バットブラウン１(CI 70801)、CI可溶性バットレッド３が挙げられる。バット染料は染料組成物中の唯一の染色原として単独で使用してもよいし、他の可溶性バット染料と組み合わせて使用してもよい。使用される染料の量は所望の最終的シェードに依存し、特に重要ではない。しかしながら、染料は通常組成物の重量に対して約0.5から約10％の量、好ましくは約1から約5％の量で使用される。.
染料溶液は毛髪に極めて速やかに（時には数秒で）浸透し、毛髪の色の変化はほとんど間髪を入れずに観察されることが分かった。染料の酸化による不溶性染色型への戻りは、過酸化水素のような過酷な酸化剤がなくても達成される。それどころか、十分な酸化は空気に曝すだけで起こるが、通常ヘアドライヤー、好ましくは温風にセットしたブロードライヤーに、約10分間毛髪を曝すことによって染色処置を助けることが望ましいだろう。

染色組成物及び適用は前述のとおり非常に簡単であるが、通常組成物や方法はプロセスを最適化し、改善された染色強度及び／又は染色耐久性を与えるさらなる工夫を施してもよい。例えば、有用な染料溶液への添加物は1種以上の抗酸化剤である。処方中の抗酸化剤の存在は、染料の可溶化、染料の還元沈澱、染料が浸透や毛髪の染色に最適な形であることの確保を助ける。有用な抗酸化剤としては、エリソルビン酸、硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムが挙げられる。使用すると、抗酸化剤は組成物の重量に対して約0.5-5%の量で存在する。好ましい組合せはメタ重亜硫酸ナトリウムとエリソルビン酸であり、特に約2：1の割合が好ましい。

処方中で補助となるさらなるファクターは、処方中におけるアルコールの使用、すなわちベンジルアルコールの使用である。製品の他の必要な成分を考慮した上で、アルコールは組成物の約90%まで、あるいはそれ以上であってよい。しかしながら、多くの場合、用いられるベンジルアルコールの量は約0.5から約5重量％であろう。
可溶性バット染料はとても用途が広くかつ適用可能なものなので、バット染料とその他の種類の半永久毛髪染料を組みあわせることも可能である。
本発明の半永久染色系は現在の染色系を上回る多くの利点を有している。第１に、可溶性バット染料を使用すれば、過酸化水素のような過酷な酸化剤の使用を避けることができ、かくして他の染料には非常に一般的な毛髪損傷の可能性を減じることができる。色も非常に明るく、その確定した発色団系のために容易に合わせられる。染料は毛髪への親和性が非常に高く、何度もシャンプーした後でも並外れたレベルの染色耐久性を維持する。染料系の適用もまた非常に簡単で、容易に洗い流せる処方にすることができ、好ましくは適度な熱設定のヘアドライヤーを用いて、空気に曝すことにより発色する。本発明はさらに以下の非限定的な実施例を参照することによりさらに理解することができる。

発色や染色耐久性に関わる様々な変数の影響を決定するために多数の実験を行った。処方や染色プロセスへのその影響について、以下の変数を試験した。

変数:
pH:
中性
酸性：クエン酸を使用
塩基性:水酸化アンモニウム、アミノメチルプロパノール(AMP)及びNaOHを使用
抗酸化剤:
エリソルビン酸
硫化ナトリウム
メタ重亜硫酸ナトリウム
ヒドロ亜硫酸ナトリウム
溶媒:
脱イオン水
アルコール(SDアルコール40-B proof 190)
ベンジルアルコール
使用毛髪:
Natural White (ブロンド)
50% 白髪
ヤク
電解質:
塩化ナトリウム (5% 溶液)

一般手順:
バット染料を含む水溶液は攪拌下約50℃まで加熱した。次いで、染料と抗酸化剤(もし使用するなら)は60℃で添加した。次に約5分間冷却し、pHをあわせた（もし適合するなら）。50％白髪、天然ブロンド、及びヤク(International Hair Importers & Products Inc., NY)の毛束は完全に染料溶液を染み込ませ、40℃で20分間インキュベートした。毛髪は生ぬるい水で洗い、タオルで乾かし、ミディアムセッティングでブロードライした。
毛束を洗ったら、毛髪に生ぬるい水を染み込ませ、ローズマリーミントシャンプー (Aveda)を使ってシャンプーした。次いで、毛髪は完全にすすぎ、梳いてミディアムセッティングでブロードライした。

結果:
抗酸化剤の染料への添加や溶液のpHに関わらず、溶液を調製するとき、バイオレットの染料は一定の速度で溶液に移動するように見えた。亜硫酸水素ナトリウムを用いたとき、エリソルビン酸と組み合わせて用いるとそれは水溶液中には移動しなかった。

pHは種々の塩基（水酸化アンモニウム、AMP及びNaOH）を用いて10付近に合わせた。可溶性バット染料は酸性条件において非常によくはたらき、それゆえ様々な処方で使用できることは重要である。

乾いた毛髪に染料を適用すると、それは染料溶液を非常に速やかに吸収し、毛束の基部までまさに“運ばれる”かのように見えた。悪臭は、染料が毛髪に添加されると消えた。
いくらかの沈澱が生じるので、バット染料が本当に還元型にあるかどうかを決めるための試験を行った。それゆえ様々な抗酸化剤を用い、メタ重亜硫酸ナトリウムとエリソルビン酸2：1を添加すると毛髪の色の強度は最大になるように見えた。これらの2種の抗酸化剤はまた溶液中に生成する沈澱の量を減少させ、染料は早い速度で水溶液中に移動するように見えた。溶液中への電解質の添加は染料の沈澱の変化させるようには見えず、色の強度を減少させるように見えた。元の染料溶液へのSDアルコールの添加は、沈澱の量も変化させず、毛髪の色の強度も変化させなかったが、ベンジルアルコール（5%）の添加は、洗浄後の退色を減少させるとともに、色の強度を大きく増加させた。
様々な濃度の染料を1-10%で使用し、2%を越える染料溶液では色の強度はあまり変化しないように見えた。リンス後の調整された毛髪ではヤク毛髪の色は増強されたように見えたが、この結果は他の試験毛束では容易には観察されなかった。

最大の退色は最初2回のシャンプーの間で生じた。色はシャンプーの泡に見られ、乾かしたときタオルに移った。退色は溶液へのベンジルアルコールの添加で軽減した。
結果として、洗浄に対する強い耐色性を有する、最も強いかつ明るく刺激的な色は5% ベンジルアルコール, 4%可溶性バット染料、2%メタ重亜硫酸ナトリウム、及び1%エリソルビン酸を含む溶液と水酸化アンモニウムであわせたpHにおいて見られた。
データ分析:
実施した１つの退色実験において、L、a、及びb値はクロマメーター（ミノルタ）を用いて測定し、グラフ化した(図１及び２)。“1”とラベルされた毛束は、染色してから生ぬるい水ですすいた対照毛束である。毛束“2”は染色し、すすぎ、そして5回洗浄したものである。毛束を染色した溶液は、4%SVD（バイオレット）、2%メタ重亜硫酸ナトリウム、1%エリソルビン酸、及び水である。

上記データのための溶液は5% ベンジルアルコール、5% 可溶性バット染料、及び水からなっていた。pHは水酸化アンモニウムを用いて10にあわせた。

処方:
可溶性バット染料を様々な処方に組み込み、染料の適用可能性を測定した。処方のいくつかを以下に示す:

手順：
標準温度（STP）において、系 #1の成分を加えて均一になるまで混合した。次いで、系#2の成分を加えて完全に混合した。中速度から高速度で、系 #3の成分を混合した。中速度で、系#4の成分を混合物に加えて全ての粉末の塊が溶けるまで攪拌した。最後に、系5でpHを9に合わせた。
製品は4つのヤク、4つのナチュラルホワイト、4つの50%白髪の毛束に適用し、10分間40℃でインキュベートし、乾かした。それぞれのタイプの毛束のうち１つは染色工程後そのままにし、それぞれのうち１つは水道水ですすぎ、それぞれのうち１つは染色後Aveda(登録商標)ローズマリーミントシャンプーで1回洗い、それぞれのうち１つは染色工程後5回洗った。

結果：
様々な毛髪サンプルには染料が力強く均等に染色した。“すすいだ”サンプルと“1回洗浄した”サンプルについては退色の量にあまり違いはなかった。

系#1の成分を完全に混合する。系 #2の成分を5ミクロンのフィルターバッグに移し、フィルターバッグを水混合物内に移し、20分間回転させる。系#3の成分を泡を立てないようにゆっくりと混合しながら加える。混合物に系#4の成分を均一になるまでゆっくりと加える。系#5から#12の成分は、次の成分を加える前にそれぞれの成分が完全に溶けるように順番に加えなければならない。別な容器内で予め混合した系#13の成分は、主容器にその混合物をゆっくりと加え、30分間混合する。最後に、系 #14の成分を加え30分間混合してもよい。

手順:
系 #1の成分は、約20分間あるいはガムになるまで穏やかにかき混ぜながら60℃であわせ、抗酸化剤を完全に溶かした。次いで、後の手順のために温度を標準温度に戻した。ゆっくりと系 #2の成分を加え、混合しつづけ、ポリマーを完全に分散させた。次いで、系 #3の成分を加え、均一になるまでゆっくりと混合した。系 #4の成分 (バット染料)を完全に混合されるまで加えた。系 #5でpHを 5.5 (±0.2) に合わせた。系 #6の成分をゆっくりと加えて均一になるまで混合した。次いで、バッチが均一になるまで、系 #7をゆっくりと混合した。

系 #1の成分は、約20分間あるいはガムになるまで穏やかにかき混ぜながら60℃であわせ、抗酸化剤を完全に溶かした。次いで、温度を78℃に上げた。透明で均一な溶液が得られるまで系 #2の成分を加えた。系 #3の成分を加え、混合と温度を維持した。別な混合容器で、系 #4の成分を混合し、72℃に加熱した。適当な温度で、系 #4を主容器に加え、乳化が完了するまで温度を維持した。次いで、ゆっくりと混合しながら温度を40℃まで冷却した。40℃で、系 #5を加え、30℃に冷却した。 30℃で、系 #6を加え、25℃に冷却した。

Claims (15)

1. 少なくも１つの可溶性バット染料と水溶性キャリアーを含み、化学酸化剤を含まない系からなる半永久毛髪染料。
2. さらにアルコールを含む、請求項１記載の半永久毛髪染料。
3. アルコールがベンジルアルコールを含む、請求項２記載の半永久毛髪染料。
4. さらに抗酸化剤を含む、請求項１記載の半永久毛髪染料。
5. 抗酸化剤がエリソルビン酸、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、又はそれらの混合物である、請求項４記載の半永久毛髪染料。
6. 抗酸化剤がメタ重亜硫酸ナトリウムとエリソルビン酸を２：１の割合で含む、請求項５記載の半永久毛髪染料。
7. 少なくも１つの可溶性バット染料、少なくとも１つの水溶性キャリアー、少なくとも１つの抗酸化剤、及び少なくとも１つのアルコールを含み、化学酸化剤を含まない系からなる半永久毛髪染料。
8. 0.5から10%のバット染料、0.05から5%の抗酸化剤、及び0.5から5%のベンジルアルコールを含む、請求項７記載の半永久毛髪染料。
9. 抗酸化剤がエリソルビン酸、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、及びそれらの混合物から選ばれる、請求項８記載の半永久毛髪染料。
10. １から5%のバット染料と、抗酸化剤としての２：１の割合のメタ重亜硫酸ナトリウムとエリソルビン酸を含む、請求項９記載の半永久毛髪染料。
11. 請求項１の半永久毛髪染料を毛髪に適用し、化学酸化剤を使用することなく毛髪上で染料を酸化させる、毛髪の染色方法。
12. 請求項７の半永久毛髪染料を毛髪に適用し、化学酸化剤を使用することなく毛髪上で染料を酸化させる、毛髪の染色方法。
13. 請求項８の半永久毛髪染料を毛髪に適用し、化学酸化剤を使用することなく毛髪上で染料を酸化させる、毛髪の染色方法。
14. 請求項９の半永久毛髪染料を毛髪に適用し、化学酸化剤を使用することなく毛髪上で染料を酸化させる、毛髪の染色方法。
15. 請求項１０の半永久毛髪染料を毛髪に適用し、化学酸化剤を使用することなく毛髪上で染料を酸化させる、毛髪の染色方法。