Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen zur Behandlung und Nachbehandlung von Haaren
Menschliches Haar ist täglich den verschiedensten Einflüssen ausgesetzt. Neben mechanischen Beanspruchungen durch Bürsten, Kämmen, Hochstecken oder Zurückbinden, werden die Haare auch durch Umwelteinflüsse wie z.B. starke UV-Strahlung, Kälte, Wind und Wasser angegriffen. Auch der physiologische Status (z.B. Alter, Gesundheit) der jeweiligen Person beeinflusst die Schädigung der keratinischen Fasern.
Insbesondere aber auch die Behandlung mit chemischen Mitteln verändert Struktur und Oberflächeneigenschaften der Haare. Methoden wie z.B. dass Dauerwellen, Bleichen, Färben, Tönen, Glätten usw. , aber auch häufiges Waschen mit aggressiven Tensiden tragen dazu bei, dass mehr oder weniger starke Schäden an der Haarstruktur verursacht werden. Dabei raut sich die Haaroberfläche auf, wodurch es schwer kämmbar sowie brüchig werden kann. So wird z.B. bei einer Dauerwelle sowohl die Cortex als auch die Cuticula des Haares angegriffen. Die Disulfid-Brücken des Cystins werden durch den Reduktionsschritt aufgebrochen und im anschließenden Oxidationsschritt zum Teil zu Cysteinsäure oxidiert . Diese anionischen Strukturen auf der Oberfläche der Haare rufen einen Verlust an Weichheit und Geschmeidigkeit im nassen und trockenen Zustand hervor .
Beim Bleichen wird nicht nur das Melanin zerstört, sondern es werden außerdem ca. 15 bis 25 Gew.-% der Disulfid-Bindungen des Cystins bei einer milden Bleiche oxidiert . Bei einer exzessiven Bleichung können es sogar bis zu 45 Gew.-% sein (K. F. de Polo, A Short Textbook of Cosmetology, 2000, Verlag für chemische Industrie, H. Ziolkowsky GmbH) .
So ergeben sich aus den chemischen Behandlungen, dem häufigen Waschen oder der UV-Bestrahlung nachteilige mechanische Eigenschaften für das Haar, hervorgerufen durch Entfernung natürlich ausgeschiedener Haarfette bzw. -feuchthaltemittel (Sebum) . Es wird dadurch spröde, trocken, glanzlos, porös und fühlt sich rau an. Außerdem ist gründlich gereinigtes Haar für gewöhnlich sehr schwer zu kämmen, sowohl im nassen als auch im trockenen Zustand, da die einzelnen Haare dazu neigen kraus zu werden und sich zu verknoten. Beim Trocknen legen sich die Haare dann nicht in der gewünschten Art und Weise. Dabei bleiben die Haare schlecht zu kämmen und besitzen zusätzlich noch unvorteilhafte elektrostatische Eigenschaften.
In diesem Zustand ist das Haar für weitere Schädigungen durch Chemikalien, Tenside und Umwelteinflüsse leicht zugänglich, wodurch Haarbruch und Spliss auftreten können. Der also insgesamt unzufriedenstellende Zustand von gereinigtem oder geschädigtem Haar erfordert somit eine anschließende Behandlung durch eine konditionierende Formulierung, um die unerwünsch- ten Eigenschaften der Haare zu verbessern.
Konditioniermittel werden also separat von Shampoos verwendet und sind normalerweise Spülungen, Creme-Emulsionen oder Lotionen wie z.B. HaarSpülungen, Haarkuren, Shampoos, Leave-in Konditionierer usw. mit mindestens einer kationischen Komponente .
Für die Definition der Begriffe Konditioniermittel oder con- ditioner/conditionig agents findet sich in der Literatur eine breite Basis und wird von Breuer et al . "Physical chemistry of hair condition" , Cosmetics & Toiletries 94 (1979), 29 und von Edelstein "Hair Conditioners and Conditioning" , Cosmetics Sc Toiletries 100 (1985), 31 definiert als Effekt, der nach einer Haarbehandlung (mit diesen Konditionierrαitteln enthal- tenden Formulierungen) auftritt und die Haareigenschaften
verbessert in Bezug auf Kämmbarkeit, Formbarkeit, Volumen, Handhabbarkeit und optische Eigenschaften (Breuer) bzw. Kämm- barkeit, Entwirrbarkeit, Glanz, Volumen, Stärke und Formbarkeit (Edelstein) .
In Ulimann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry (2003), 6th ed., "Hair Preparations, 3.2 Conditioning Agents and Treat- ments" werden Haarkonditioniermittel wie folgt definiert: Haarkonditioniermittel verhindern, verzögern oder verschlei- ern Veränderungen des Haares, hervorgerufen durch Umwelteinflüsse und chemische Behandlungsmittel . Die Wirkung basiert hauptsächlich auf einer oberflächlichen Veränderung der Haare, wodurch auch dessen Glanz positiv beeinflusst wird. Fast alle modernen Shampoos, Styling-Lotionen und Färbungen enthalten konditionierende Additive, die eine übermäßige mechanische Schädigung des Haares verhindern. Einfache Kondi- tioniermittel sind jedoch für langes oder chemisch behandeltes Haar nicht geeignet. In diesem Fall müssen spezielle konditionierende Additive (zusätzlich) verwendet werden.
In der Patentliteratur sind analoge Definitionen zu finden. So wird in WO-A-97/09028 festgestellt, dass eine Konditionierung, d.h. also eine allgemeine Zustandsverbesserung des Haares bewirkt werden kann, indem sich Additive insbesondere an geschädigten Haarbereichen ins Haar eindringen oder sich an solchen Bereichen anlagern und auf diese Weise dessen Allgemeinzustand, beispielsweise dessen Kämmbarkeit, verbessern.
In der WO-A-91/04007 wird der "konditionierende Effekt" ver- standen als eine Verbesserung der Kämmbarkeit von nassem und trockenem Haar, des Glanzes, des seidigen, glatten und weichen Gefühls sowie der Handhabbarkeit beim Stylen und Legen.
Konventionelle Leave-in und rinse-off Konditioniermittel ent- halten Fettalkohole zur Einstellung der Viskosität sowie
quarternäre Alkylammoniumverbindungen und Silicone zur eigentlichen Konditionierung. Dabei neigen die Fettalkohole zur Ablagerung auf den einzelnen Haaren und rufen letztendlich eine Verringerung des Volumens hervor.
Die Oberfläche des Haares ist in unbehandeltem Zustand anionisch geladen, hervorgerufen durch Carboxylat und Sulfonsäu- regruppen. Daraus ergeben sich die nachteiligen elektrostatischen Eigenschaften. Zur Absättigung der anionischen Ladun- gen werden in handelsüblichen Haarpflegemitteln hauptsächlich kationische Tenside auf Alkylammonium-Basis oder Silicon- Quats zugemischt. Diese Verbindungen lagern sich aufgrund von Coulomb-Wechselwirkungen an die entgegengesetzt geladene Haaroberfläche, auf der sie eine monomolekulare Schicht bil- den und dadurch das Haar hydrophobisieren. Aufgrund der ste- rischen Hinderung zeigen Alkylammoniumverbindungen jedoch nur einen schwachen durch Coulomb-Wechselwirkungen hervorgerufenen Halt auf Haaren.
Es besteht daher also weiterhin ein Bedarf an vielseitig einsetzbaren Inhaltsstoffen für Haarbehandlungsmittel und Haarnachbehandlungsmittel, die die Kämmbarkeit, den Griff und den Glanz des Haares nachhaltig und in erhöhtem Maße verbessern sowie die unerwünschten Nebenerscheinungen von Haarbe- handlungen unterdrücken oder beseitigen.
Vorzugsweise soll ein solcher Wirkstoff bereits in geringen Einsatzkonzentrationen eine deutliche Wirkung hervorrufen, nicht toxisch sein, vorzugsweise natürlichen Ursprungs oder naturidentisch sein, sehr gut vom Haar und der Kopfhaut toleriert werden, eine hohe Verträglichkeit mit anderen Inhalts- Stoffen aufweisen und sich problemlos in Haarbehandlungsmittel und Haarnachbehandlungsmittel einarbeiten lassen. Besonders wünschenswert ist es, wenn dieser Inhaltsstoff zusätz- lieh auch die Funktion bestimmter Komponenten ausüben kann,
die bisher zur Haarbehandlung eingesetzt werden, wie etwa die eines Konditioniermittels .
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen solchen Wirkstoff zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, sowohl die sensorischen Eigenschaften von Haaren in trockenem und nassem Zustand zu verbessern, als auch die Schädigung der Haare, verursacht durch Waschen, chemische Behandlungen oder exogene Faktoren, zu beheben und somit also ein breiteres Wirkungs- spektrum als Konditioniermittel aufweist.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass sowohl einfache Alkylguanidin-Verbindungen und deren Derivate als auch deren Säure-Konjugate in Zubereitungen zur Behandlung und Nachbehandlung der Haare alle diese gewünschten Kriterien erfüllen und in der Performance handelsübliche Verbindungen deutlich übertreffen.
Haarbehandlungsmittel und Haarnachbehandlungsmittel, enthal- tend als Konditioniermittel 0,05 bis 10,0 Gew.-% mindestens einer Alkylguanidin-Verbindung der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II)
(D (II)
und/oder deren Salze oder Hydrate, in denen
R1, R2 a) unabhängig voneinander H, ein gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls Doppelbindungen enthaltender Kohlenwasserstoffrest, Hydroxyalkyl- , Alkyloxy-, Carboxyalkylreste, mit 2 bis 30 C-
Atomen, vorzugsweise 4 bis 22, insbesondere 6, 8 oder 16 bis 22 C-Atomen, oder b) gegebenenfalls Mehrfachbindungen enthaltende alicyclische, heterocyclische Verbindungen, die eine Ringgröße von 3 bis 10 Atomen, vorzugsweise 4 bis 6 Atomen, besitzen können, welche weitere, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffsubstituenten mit 1 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise 4 bis 22 C-Atomen, tragen können, oder c) Alkylamidoalkylen- oder Alkylesteralkylenreste, die weitere unter a) und b) genannte Strukturelemente enthalten können, mit der Maßgabe, dass in Verbindungen gemäß Formel (I) mit R1 = Alkylamidoalkylen, R2 nicht Wasserstoff ist, und die Strukturelemente a) , b) , c) untereinander und miteinander kombiniert werden können, R3 Alkylen, gegebenenfalls verzweigter, gegebenenfalls Doppelbindungen oder ali- oder heterocyclische
Komponenten, gesättigt, ungesättigt oder aromatisch, mit einer Ringgröße von 3 bis 10 Atomen, vorzugsweise mit einer Ringgröße von 4 bis 6 Atomen, enthaltender Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise 4 bis 22 C-Atomen oder in der
R1 und R2 in dem Element -N(R1) -R3- (R2)N- einen 5 bis 8-gliedrigen Ring bilden kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens einer der Reste R1, R2 ein C8- oder ein C1S-22-Alkylrest ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reste R1, R2 C12-Alkylreste sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reste R1, R2 gleich oder verschieden Alkylamidoalkylen- oder Alkylesteralkylenreste sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Alkylguanidin-Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) und/oder (II) welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass R3 Kohlenwasserstoffreste, vorzugsweise Alkylenreste mit 4 bis 18, vorzugsweise 6 bis 12 C-Atomen sind und R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben und vorzugsweise mindestens einmal Wasserstoff sind.
Weitere Gegenstände der Erfindung werden durch die Ansprüche gekennzeichnet .
Die erfindungsgemäß verwendeten oder mitverwendeten Alkylgu- anidine, insbesondere die geradkettigen, besitzen sowohl eine gute Stabilität als auch eine gute Formulierbarkeit, rufen bereits in geringen Einsatzkonzentrationen eine deutliche Wirkung hervor, sind nicht toxisch, natürlichen Ursprungs oder naturidentisch, werden sehr gut vom Haar und der Kopfhaut toleriert, weisen eine hohe Verträglichkeit mit anderen Inhaltsstoffen auf und lassen sich problemlos in
Haarbehandlungsmittel einarbeiten. Zusätzlich können sie noch eine leicht antimikrobielle Wirkung aufweisen.
Die Herstellung von Alkylguanidinen ist in der DE-C-506 282 (Schering) beschrieben. In dem Verfahren werden Alkylamine in einer alkoholischen Lösung mit Cyanamid in Anwesenheit einer Protonensäure guanidyliert . So werden die Produkte als kris- talline Salze erhalten.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß mitverwendeten Alkyl- guanidine eingesetzten Fettamine werden nach bekannten Verfahren durch Umsetzung von Fettsäuren mit NH3 in Gegenwart von Katalysatoren zum Nitril und anschließender Hydrierung zum primären Amin hergestellt .
Mitverwendete Amine werden aus einzelnen oder Mischungen der Fettsäuren wie Caprylsäure, Caprinsäure, 2-Ethylhexansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure (Ricinol- säure) , Dihydroxystearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Petro- selinsäure, Elaidinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Eruca- säure, Gadoleinsäure sowie die bei der Druckspaltung natür- licher Fette und Öle anfallenden technischen Mischungen wie Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure und insbesondere Rapsölfettsäure, Sojaölfettsäure, Sonnenblumenölfettsäure, Tallöl- fettsäure, Kokosöl erhalten. Geeignet sind prinzipiell alle Fettsäuren mit ähnlicher Kettenverteilung. Der Gehalt dieser Fettsäuren bzw. Fettsäureester an ungesättigten Anteilen, wird - soweit dies erforderlich ist - durch die bekannten katalytischen Hydrierverfahren auf eine gewünschte Jodzahl eingestellt oder durch Abmischung von vollhydrierten mit nichthydrierten Fettkomponenten erzielt .
Vorzugsweise werden teilgehärtete C8-i8-Kokos- bzw. Palmfettsäuren, Rapsölfettsäuren, Sonnenblumenölfettsäuren Sojaölfettsäuren und Tallölfettsäuren, mit Jodzahlen im Bereich von ca. 80 bis 150 und insbesondere technische C8.18-Kokos- fettsäuren eingesetzt, wobei gegebenenfalls eine Auswahl von
eis/trans-Isomeren wie elaidinsäurereiche C16/i8~Fettsäure- schnitte von Vorteil sein können. Sie sind handelsübliche Produkte und werden von verschiedenen Firmen unter deren jeweiligen Handelsnamen angeboten.
In den letzten zehn Jahren wurden bereits einige Patentanmeldungen veröffentlicht, in denen die Verwendung von Alkylgu- anidinen in Haarpflegemitteln beschrieben wird. So wird die wenig spezielle Anwendung als kationisches Tensid in JP-A-06-263621 (Lion) und in JP-A-11-035424 (Kao) beschrieben. Ebenso unspezifisch ist die beschriebene Verwendung der Verbindungen nach JP-A-06-183931 (Lion) in Haar-Styling-Formulierungen und nach JP-A-10-17442 (Kao) in chemischen Haarbehandlungsmitteln.
Die Verwendung von Alkylguanidin-Derivaten ist nach bekanntem Stand der Technik also beschränkt auf die Ausnutzung der ten- sidisehen Eigenschaften zum Einsatz als waschaktive Substanzen. Über die überraschenden guten Eigenschaften dieser Ver- bindungsklasse zur Konditionierung von Haaren ist bislang nichts zu finden.
Als besonders geeignet im Sinne der vorliegenden Erfindung haben sich Alkylguanidine der allgemeinen Formel (I) und/oder (II) und/oder deren Salze und/oder deren Hydrate erwiesen in denen die Reste R1 und/oder R2 mindestens einmal ein C6-, C8- oder ein CiS-22-Alkylrest sind.
Zur Salzbildung geeignet sind grundsätzlich alle kosmetisch unbedenklichen anorganischen oder organischen ein- oder mehrbasischen Säuren wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Heptansäure, Caprylsäure, Nonansäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmi- tinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Cyclopen- tancarbonsäure, Cyclohexancarbonsäure, Acrylsäure, Methacryl-
säure, Vinylessigsäure, Crotonsäure, 2-/3-/4-Pentensäure, 2-/3-/4-/5-Hexensäure, Lauroleinsäure, MyristOleinsäure, Palmitoleinsäure, Ölsäure, Gadoleinsäure, Sorbinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Pivalinsäure, Ethoxyessigsäure, Phenylessigsäure, Milchsäure, 2-Ethylhexansäure, Oxalsäure, Glycolsäure, Äpfelsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Glutarsäure, Zitronensäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Benzoesäure, o-/m-/p-Tolylsäure, Phenylessigsäure, Salicylsäure, 3-/4-Hydroxybenzoesäure, Phthalsäuren oder deren ganz oder teilweise hydrierten Derivate wie Hexahydro- oder Tetrahydrophthalsäure, Kohlensäure, Phosphorsäure, Salzsäure, Schwefelsäure und deren Gemische sind sehr gut geeignet, insbesondere Milchsäure, Weinsäure, Essigsäure und Salzsäure. Dabei ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung auch möglich, sowohl geeignete Guanidin-Derivate untereinander in Mischungen zu verwenden als auch Mischsalze.
Als erfindungsgemäße, kosmetische Zubereitungen zur Nachbe- handlung, Formgebung und Pflege der Haare werden vor allem solche Haarbehandlungsmittel verstanden, die nach einer chemischen Behandlung der Haare verwendet werden (chemische Haarnachbehandlungsmittel und Haarbehandlungsmittel, durch die die Haarstruktur negativ beeinflusst wird) , bei denen eine Verbesserung von Kämmbarkeit, Griff, Entwirrbarkeit, Volumen und Glanz von Haaren durch den Zusatz von Alkylguanidin-Verbindungen erhalten wird.
Alkylguanidine können dabei generell in einer Konzentration von 0,01 bis 10,0 Gew.-%, bevorzugt in einer Konzentration von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere in einer Konzentration von 0,1 bis 2,0 Gew.-%, enthalten sein.
Bei den Haarnachbehandlungsmitteln handelt es sich z.B. um HaarSpülungen, Haarkuren, Avivagemittel, Leave-in Konditi- onierer, Haarshampoos, two-in-one-Shampoos, Festigerformulierungen wie Schaumfestiger, Haarsprays oder Fönlotionen, Haarwässer, Haarspitzenfluids . Sie können als Gel, Emulsion, Lösung, Aerosolspray oder -schäum, Nonaerosolspray oder -schäum vorliegen.
Die erfindungsgemäßen kosmetischen Zubereitungen zur Behand- lung der Haare nach einer chemischen Behandlung weisen einen pH-Wert von 3 bis 7 auf und enthalten daher bevorzugt eine dafür geeignete wasserlösliche Säure oder ein Puffergemisch, das diesen pH-Wert stabilisiert .
Die erfindungsgemäßen, kosmetischen Zubereitungen zur Behandlung der Haare können neben Alkylguanidin-Verbindungen noch weitere Komponenten enthalten, die für den jeweiligen Anwendungszweck vorteilhaft und/oder üblich sind.
So können Shampoos z.B. 3 bis 30 Gew.-% schäumende anionische, zwitterionische, ampholytische und nichtionische Ten- side enthalten. Haarspülungen und Haarkuren enthalten 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, Emulgatoren, 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, Konsistenz- geber und 0 bis 20 Gew.-% kosmetische Öle pflanzlichen und synthetischen Ursprungs, Emollients, Vitaminpräparate und Proteine. Shampoos, HaarSpülungen, Haarkuren und Avivagemittel enthalten außerdem bevorzugt 0 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, kationische Tenside und wasserlösliche Polymere mit quaternären Ammoniumgruppen zur Verringerung der statischen Aufladbarkeit und zur Verbesserung von Kämmbar- keit, Griff und Glanz.
Bei den kationischen Tensiden handelt es sich in der Regel
um quaternäre Ammoniumverbindungen, wie z.B. Alkyltri- methylammoniumsalze, Dialkyldimethylammoniumsalze, Tri- alkylmethylammoniumsalze und Imidazolinium-Verbindungen. Die langen Alkylketten bestehen aus einer Kohlenstoff- kette mit 10 bis 22 C-Atomen, die Gegenionen zum quaternären Stickstoff sind z.B. Halogenide, Sulfat, Acetat, Lactat, Glycolat, Nitrat oder Phosphat. Produkte findet man unter der Bezeichnung Varisoft® 300, 432 CG,
442-100 P, BT 85 von Goldschmidt-Rewo, Dehyquart® A von Henkel im Handel; um Esterquats, wie sie unter der Bezeichnung Dehyquart®
F75 von Henkel oder Armocare® VGH-70 von Akzo vertrieben werden;
Alkylamidoquats, wie sie z.B. unter der Bezeichnung Va- risoft® PATC und RTM 50 von Goldschmidt-Rewo im Handel sind.
Bei den wasserlöslichen Polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen handelt es sich z.B.
um kationische Cellulosederivate, wie sie unter der Bezeichnung Celquat® H 100 und L 200 von National Starch oder Polymer JR® 400 von Amerchol im Handel erhältlich sind, - polymere Dimethyldiallylammoniumsalze und deren Copoly- mere mit Estern und Amiden von Acrylsäure und Methacryl- säure. Die unter der Bezeichnung Merquat® 100 oder Mer- quat® 550 von Calgon im Handel erhältlichen Produkte sind Beispiele für solche kationischen Polymere, - Copolymere des Vinylpyrrolidons mit quaternierten Derivaten des Dialkylaminoacrylats- und -methacrylates . Solche Verbindungen sind unter der Bezeichnung Gafquat® 735 und Gafquat® 744 von ISP im Handel erhältlich,
Vinylpyrrolidon-Vinylimidazoliummethochlorid-Copolymere, wie sie unter der Bezeichnung Luviquat® FC 370, FC 550, FC 905 und HM-552 von BASF angeboten werden, quaternierter Polyvinylalkohol, - quaternierte Proteinhydrolysate tierischen oder pflanzlichen Ursprungs auf Basis Keratin, Collagen, Elastin, Weizen, Reis, Soja, Milch, Seide, Mais. Solche Produkte werden z.B. unter der Bezeichnung Croquat® Wheat und SiIk von Croda, Promois® W-32CAQ, SiIk CAQ, WG CAQ von Seiwa Kasei oder Quat-Coll® CDMA von Brooks vertrieben, Guarhydroxypropyltrimethylammoniumchlorid, aminofunktionelle Polydimethylsiloxane oder hydroxyla- minomodifizierte Silicone, wie die Handelsprodukte ABIL® Quat 3272 und ABIL® Quat 3474 von Goldschmidt, Dow Corning® 929 Emulsion, Dow Corning® 939 von Dow Corning.
Festigerformulierungen sowie andere Haarstyling-Zubereitungen enthalten üblicherweise 0,1 bis 5 Gew.-% filmbildende, in wässrigen oder wässrig-alkoholischen Medien lösliche Polyme- risate, gegebenenfalls gemeinsam mit kationischen Tensiden oder kationischen Polymeren. Beispiele für Filmbildner sind Homopolymere des Vinylpyrrolidons, Homopolymere des N-Vinylformamids, Copolymerisate aus Vinylpyrrolidon und Vi- nylacetat, Terpolymere aus Vinylpyrrolidon Vinylacetat und Vinylpropionat, Polyacrylamide, Polyvinylalkohole, hochmolekulares Polyethylenglykol oder hochmolekulare Copolymere von Ethylenglykol mit Propylenglykol, Chitosan. Diese Produkte findet man unter der Bezeichnung Luviskol® K30, K60, K80, VA37E von BASF oder PVP/VA E335 und PVP K30 von ISP im Handel .
Typische Rahmenrezepturen für die jeweiligen Anwendungen sind bekannter Stand der Technik und sind beispielsweise in den Broschüren der Hersteller der jeweiligen Grund- und Wirk-
Stoffe enthalten. Diese bestehenden Formulierungen können in der Regel unverändert übernommen werden. Im Bedarfsfall können zur Anpassung und Optimierung die gewünschten Modifizierungen aber durch einfache Versuche komplikationslos vorge- nommen werden.
Eine typische Formulierung für eine Haarspülung/Haarkur enthält beispielsweise:
a) 0,1 bis 2 Gew.-% mindestens eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder (II) , b) 0,1 bis 5 Gew.-% an Emulgator, c) 0,1 bis 5 Gew.-% an Konsistenzgeber, d) 0,1 bis 5 Gew.-% an kationischen Tensiden und/oder was- serlöslichen Polymeren mit quaternären Ammoniumgruppen, e) 0 bis 10 Gew.-% an sonstigen kosmetischen Wirkstoffen, Konservierungsmitteln sowie übliche Zusatz- und Hilfs- stoffe, f) ad 100 Gew.-% Wasser.
Ein typische Formulierung für ein Haarshampoo enthält beispielsweise:
a) 0,1 bis 2 Gew.-% mindestens eine der Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder (II) , b) 3 bis 30 Gew.-% schäumende anionische, amphotere, ampho- lytische oder nichtionische Tenside, c) 0,1 bis 5,0 Gew.-% kationische Tenside und/oder wasserlösliche Polymere mit quaternären Ammoniumgruppen, d) 0,1 bis 6,0 Gew.-% Verdicker, e) 0 bis 10 Gew.-% an sonstigen kosmetischen Wirkstoffen, Trübungsmitteln, Lösungsmitteln sowie übliche Zusatz- und Hilfsstoffe, f) ad 100 Gew.-% Wasser.
Bei den Zubereitungen zur chemischen Haarbehandlung, in denen die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder (II) mit Erfolg gemäß Anspruch 1 mitverwendet werden können, handelt es sich um Mittel zur dauerhaften Verformung der Haare wie Dauerwell- und Fixiermittel oder Haarglättungsmittel, farbverändernde Mittel wie Blondiermittel, Oxidationsfärbe- mittel und Tönungsmittel und -Shampoos auf Basis direktziehender Farbstoffe.
Solche Zubereitungen können bei einer Dauerwelllδsung z.B. 1 bis 10 Gew.-% Thioglykolsäure, Thioglykolsäuresalze oder -ester Dauerwell-Fixiermittel oder Blondiermittel enthalten, bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% Oxidationsmittel , wie z.B. Kalium- bromat, Natriumbromat oder Wasserstoffperoxid. Haarglättungs- mittel basieren auf dem Einsatz starker Basen oder auf Reduktionsmitteln wie z.B. Thioglycolsäuresalzen. Haarfärbemittel enthalten direktziehende Haarfärbemittel oder Oxidations- farbstoff-Vorprodukte .
Schließlich können die erfindungsgemäßen Zubereitungen weitere kosmetische Hilfs- und Zusatzstoffe, die in solchen Zubereitungen üblich sind, enthalten. Solche HilfStoffe sind z.B. Lösungsvermittler wie Ethanol, Isopropanol, Ethylengly- kol; Propylenglykol, Glycerin und Diethylenglykol, Komplex- bildner wie EDTA, NTA, ß-Alanindiessigsäure und Phosphon- säure, Konservierungsmittel, Antioxidantien, Duftstoffe, Farbstoffe zum Anfärben der kosmetischen Zubereitung, Trübungsmittel wie Latex, Styrol/PVP und Styrol-Acrylamid-Copo- lymere, Perlglanzmittel wie Ethylenglykolmono- und -distearat und PEG-3-distearat, Pigmente, Lichtschutzmittel, Verdickungsmittel oder Treibmittel .
Die Alkylguanidin-Verbindungen können in den erfindungsgemäßen, kosmetischen Zubereitungen auch mit anderen haarkosme- tischen Wirkstoffen (active ingredients) kombiniert werden,
wie z.B. Ceramiden, Pseudoceramiden, Proteinhydrolysaten pflanzlichen oder tierischen Ursprungs auf Basis Keratin, Collagen, Elastin, Weizen, Reis, Soja, Milch, Seide, Mais, aber auch Aminosäuren und Antischuppenwirkstoffe wie Piroc- tone Olamine, Zink Omadine und Climbazol, Sebostatika, Vitaminen, Panthenol, Pyrrolidoncarbonsäure, Bisabolol oder Pflanzenextrakten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Haarbehandlungsmittel erfolgt in der üblichen Weise, wobei die Alkylguanidin- Verbindungen sowohl in der wassrigen als auch in der Ölphase gelöst werden. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt bevorzugt zuletzt durch Zugabe der dafür vorgesehenen Säure und/oder des Puffergemisches.
Im folgenden Text werden einige Herstellungs- und Anwendungs- beispiele sowie Rezepturen angeführt. Diese veranschaulichen den Gegenstand der Erfindung und beschränken diesen nicht .
Herstellungsbeispiele:
Darstellung von Octylguanidiniumacetat und Cie_22-Alkylguani- diniumacetat
30,7 g Octylamin bzw. 70,8 g CiS-22-Alkylamin (0,2375 mol) werden unter Rühren bei erhöhter Temperatur in 30 ml n-Butanol gelöst. Während der Aufwärmphase werden 14,2 g Essigsäure (0,2365 mol) zugegeben. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von 90 0C wird über einen Zeitraum von 3 h eine Lösung von 10,0 g Cyanamid (0,2379 mol) in Butanol (ca. 60 ml) zugetropft und der Ansatz bei 90 0C für 3 h weitergerührt. Nach dem Abkühlen wird das Lösungsmittel am Rotations- Verdampfer unter vermindertem Druck abgezogen. Das Produkt wird mit Aceton aufgeschlämmt , abfiltriert und mit Diethyl-
ether gewaschen. Das Endprodukt liegt als kristallines farbloses Pulver vor.
Octylguanidiniumacetat : 13C-ISIMR, 100 MHz, CD3OD, 25 0C: δ = 181,0 (IC, COOHAcOH) , 159,3 (IC, Ca^dini^. ) , 42,9 (IC, CH2),
33,4 (IC, CH2), 30,8 (IC, CH2), 30,4 (IC, CH2), 28,2
(IC, CH2), 24,8 (IC, CH2), 24,1 (IC, CH3,Ac0H) , 14,9 (IC, CH3);
MALDI-TOF [m/z] : 172,2 (M+H+) .
C1S-22-Alkylguanidiniumacetat : 13C-NMR, 100 MHz, CD3OD, 50 0C: δ
= 178,5 (IC, COOH
AcOH), 157,1 (IC,
) , 40,6 (IC, CH
2),
31,2 (IC, CH2), 28,9 (IC, CH2), 28,5 (IC, CH2) , 28,5 (IC,
CH2), 28,1 (IC, CH2), 25,9 (IC, CH2), 22,5 (IC, CH2), 21,8
(IC, CH3/ACOH) , 12,6 (IC, CH3) ; MALDI-TOF [m/z] : 284,2 (C16- Guanidin+H+) , 312,2 (C18-Guanidin+H+) , 340,2 (C20-Guanidin+H+) ,
368,3 (C22-Guanidin+H+) .
Darstellung von Octylguanidiniumchlorid:
15,4 g Octylamin (0,1194 mol) und 20 ml n-Butanol werden vorgelegt und unter Rühren auf 90 0C erwärmt. Während der Aufwärmphase werden 11,0 g Salzsäure (37 %; 0,1137 mol) zugegeben. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von 90 0C wird über einen Zeitraum von 3 h eine Lösung von 5,0 g Cyanamid (0,1308 mol) in Sutanol (ca. 60 ml) zugetropft und der Ansatz bei 90 0C für 4 h weitergerührt. Nach dem Abkühlen wird das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck abgezogen. Das Produkt wird in H2O gelöst und mit NaCl-Lösung abgetrennt. Trocknung des Produktes erfolgt durch Zugabe von Ethanol und anschließender Destillation. Das Endprodukt ist eine hochviskose farblose Flüssigkeit .
13C-NMR, 100 MHz, CD3OD, 25 0C: δ = 158,6 (IC, C-suatdainiuBβr.) , 42,9 (IC, CH2), 42,8 (IC, CH2), 33,0 (IC, CH2), 30,4 (IC, CH2), 29,9 (IC, CH2), 27,8 (IC, CH2), 23,8 (IC, CH2), 14,8 (IC, CH3); MALDI-TOF [m/z] : 172,2 (M+H+) , 192,9 (M+Na+) .
Darstellung von Octylguanidiniumlactat :
In einem Mehrhalsrundkolben werden 15,4 g Octylamin (0,1194 tnol) und 20 ml n-Butanol vorgelegt und unter Rühren auf 90 0C erwärmt. Während der Aufwärmphase wird 10,2 g Milchsäure (0,1137 mol) zugegeben. Nach Erreichen der Reaktionstemperatur von 90 0C wird über einen Zeitraum von 3 h eine Lösung von 5,0 g Cyanamid (0,1194 mol) in Butanol (ca. 60 ml) zugetropft und der Ansatz bei 90 0C für 3 h weitergerührt. Nach dem Abkühlen wird das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck abgezogen. Das Produkt wird mit Aceton aufgeschlämmt, abfiltriert und mit Diethylether gewaschen. Das Endprodukt liegt als kristallines farbloses Pulver vor.
13C-NMR, 100 MHz, CD3OD, 20 0C: δ = 182,4 (IC, COOHMiiChs.) , 158,7 (IC, Caianidiniυmgr.) , 69,6 (IC, COHMiiehs . ) , 42,5 (IC, CH2) ,
33,0 (IC, CH2) , 30,34 (IC, CH2) , 30,0 (IC, CH2) , 27,8 (IC, CH2) , 23,7 (IC, CH2) , 21,7 (IC, CH3,MiiChs.) , 14,5 (CH3) , MALDI-TOF [m/z] : 172,1 (M+H+) .
Darstellung von Hexan-1, 6-diguanidiniumacetat :
36,27 g (0,312 mol) 1, 6-Diaminohexan, 37,49 g (0,624 mol) Essigsäure und 180 ml n-Butanol werden vorgelegt und auf 90 0C erwärmt. Das Cyanamid wird in 80 ml 1-Butanol gelöst und bei 90 0C über 3 Stunden kontinuierlich zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe lässt man 4 Stunden bei 90 0C nachreagieren. Am Rotationsverdampfer wird das Lösungsmittel abge- zogen. Danach kristallisiert man aus Wasser um, wäscht den
Rückstand 2 mal mit je 50 ml Aceton und trocknet das Produkt bei 60 0C im Vakuum. Das Endprodukt wird als kristallines hellbeiges Pulver erhalten.
13C-NMR, 100 MHz, D2O, 20 0C: δ = 181,1 (2C, COOHAcOH) , 156,6 (2C, Ceuanidiniumgr.), 40,9 (2C, CH2), 27,6 (2C, CH2), 25,3 (2C, CH2), 23,2 (2C, CH3,ACOH) ; MALDI-TOF [m/z] : 201,2 (M+H+) .
Darstellung von N,N-Dibutylguanidiniumacetat :
55,86 g (0,432 mol) Dibutylamin, 25,96 g (0,432 mol) Essigsäure und 100 ml 1-Butanol werden vorgelegt und auf 90 0C erwärmt . Das Cyanamid wird in 60 ml n-Butanol gelöst und bei 90 0C über 3 Stunden kontinuierlich zugetropft. Nach Been- digung der Zugabe lässt man 4 Stunden bei 90 0C nachreagieren. Bei 16 0C wird das ausgefallene Salz abfiltriert und 2 mal mit je 50 ml Aceton gewaschen. Am Rotationsverdampfer wird das Produkt bei 60 °C im Vakuum getrocknet, und das Endprodukt wird als farblose kristalline Substanz erhalten.
13C-NMR, 100 MHz , Ethanol-d6 , 20 0C : δ = 178 , 8 ( IC , COOHAcOH) ,
155 , 9 (IC , CGuamdiniuirgr. ) , 48 , 1 (2C1 CH2) , 29 , 0 (2C , CH2) , 23 , 3
(IC, CH3,ACOH) , 19,2 (2C, CH2), 12,9 (2C, CH2); MALDI-TOF [m/z] : 172 , 2 (M+H+) .
Anwendungsbeispiele :
Für die anwendungstechnische Beurteilung werden Haartressen, die für sensorische Tests verwendet werden, durch eine Dauer- wellbehandlung und eine Bleichbehandlung standardisiert vorgeschädigt . Dazu werden friseurübliche Produkte verwendet .
Materialien:
Dauerwell-Flüssigkeit (z.B. "ondi" , Wella) Fixierung (z.B. "neutrafix" , Wella) - Blondierpulver (z.B. "blondor special", Wella) H2O2 (z.B. "Welloxyd 9 %", Wella)
Shampoo ohne Pflegeanteil (z.B. Natriumlaurylethersulfat (12 % WAS) , NaCl verdickt) Bechergläser - Haar-Färbe-Pinsel
Die Behandlung wird in der folgenden Reihenfolge durchgeführt:
1. Dauerwell-Behandlung:
Die Haartressen werden mit der Dauerwellflüssigkeit angefeuchtet (Gewichtsverhältnis Haar : Flüssigkeit = 1 : 2) . Nach einer Einwirkzeit von 15 min bei Raumtempe- ratur in einem abgedeckten Becherglas wird die Dauerwellflüssigkeit 2 min sorgfältig ausgespült. Anschließend werden die Haarsträhnchen mit einem Handtuch sanft ausgedrückt . Die Fixierung (Verhältnis Haar : Flüssigkeit = 1 : 2) hat eine Einwirkzeit von 10 min bei Raumtemperatur. Anschließend wird die Fixierung sorgfältig 2 min ausgespült .
Die Haare werden anschließend über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet .
2. Bleich-Behandlung:
Das Blondierpulver und das H2O2 werden zu einer Paste
(Gewichtsverhältnis Pulver: H2O2 = 2 : 3) verarbeitet. Dann wird die Paste sofort auf die dauergewellten Haare
mit einem Pinsel aufgetragen. Die Einwirkzeit beträgt 30 min bei Zimmertemperatur. Anschließend wird die Blondierpaste unter fließendem Wasser 2 min ausgespült. Dann wird das Haar mit einem Shampoo ohne Conditioner 1 min gewaschen (Shampoomenge : 0,5 ml/Hairtress) und dann für 1 min ausgespült .
Bevor die vorgeschädigten Haarsträhnchen für Sensorik-Tests verwendet werden, werden sie über Nacht (12 h) bei Räumtempe- ratur getrocknet.
Testrezeptur:
Die Testrezeptur enthält die erfindungsgemäßen konditionie- renden Produkte bzw. die erfindungsgemäße Kombination von Produkten in einer kosmetisch akzeptablen Form. Als Testrezepturen können Haarshampoos, HaarSpülungen, Haarkuren (Hair BaIm) , Leave-in Konditionierer und andere Formulierungen verwendet werden. Zum Vergleich werden Vergleichsmuster des Standes der Technik getestet. Diese Vergleichstestrezepturen enthalten Produkte oder Kombinationen von Produkten die dem Stand der Technik entsprechen.
Standardisierte Behandlung von vorgeschädigten Haarsträhnen mit konditionierenden Proben:
Die, wie oben beschrieben, vorgeschädigten Haarsträhnchen werden wie folgt mit der oben beschriebenen konditionierenden Spülung behandelt: Die Haarsträhnen werden unter fließendem, warmem Wasser benetzt. Das überschüssige Wasser wird leicht von Hand ausgedrückt, dann wird die Spülung aufgebracht und sanft im Haar eingearbeitet (1 ml/Haarsträhne (2 g) ) . Nach einer Verweilzeit von 1 min wird die Haarsträhne für 1 min gespült . Vor der sensorischen Beurteilung wird das Haar an
der Luft bei 50 % Luftfeuchtigkeit und 25 0C für mindestens 12 h getrocknet .
Beurteilungskriterien:
Die sensorische Bewertung erfolgt nach Noten, die auf einer Skala von 1 bis 5 vergeben werden, wobei 1 die schlechteste und 5 die beste Bewertung ist.
Tabelle 1:
Nasskämmbarkeit :
sehr glatt, weich aber trotzdem schön fest, griffig, nicht schmierig/klebrig (keine Rückstände fühlbar) glatt und weich und/oder nur geringe Rückstände spürbar glatt, etwas hart und/oder etwas Rückstände spürbar hart und/oder merkliche schmierige, wachsige Rückstände
sehr hart, rauh, stumpf und/oder extrem schmierig, klebrig (deutlich spürbare schmierige, wachsige Rückstände spürbar)
Tabelle 3 : Trockenkämmbarkeit :
Tabelle 4: Trockengriff:
Tabelle 5: Trocken-Aussehen:
Um das Volumen zu beurteilen, wird die Haarsträhne leicht geschüttelt, indem sie an der Klebestelle gehalten wird.
Tabelle 6 :
Beurteilungskriterien des Haarvolumens :
lockerer, bauschiger Fall, im Spitzenbereich rel . groß
4 Zwischenstufen bis
2
Haar hängt schwer herab, 0 unterhalb der Bündelung ähnlich dem Spitzenbereich
Zur Ermittlung des elektrostatischen Verhaltens der Haarsträhne wird ein sog. "Fly-Away-Test" durchgeführt. Dabei wird die Übertragung von elektrostatischer Ladung auf eine Haarsträhne durch Kämmen bestimmt. Gemessen wird die Auf- spreizung der Haarsträhne durch elektrostatische Abstoßung der Haare untereinander. Zum Vergleich wird dieser Messwert für jedes Konditioniermittel relativ zum Messwert der Kontrollprobe angegeben (Reduktion der Aufspreizung gegenüber der Kontrollprobe) .
Zur Angabe einer Gesamtbewertung der Konditioniereigen- schaften wird aus den einzelnen Bewertungen der Entwirrbar- keit, Nasskämmbarkeit, Nassgriff, Trockenkämmbarkeit, Trockengriff, Aussehen und Volumen ein Mittelwert gebildet.
Testergebnisse :
Tabelle 7 :
Verwendete Formulierungen einfacher Haarspülungen mit und ohne erfindungsgemäßer Alkylguanidinium-Verbindungen:
In den folgenden Tabellen (Tab. 8a und 8b) sind die Ergebnisse der sensorischen Beurteilung der wie oben beschrieben durchgeführten Behandlung der Haarstränehen mit erfindungs- gemäßen Verbindungen bzw. Vergleichsbeispielen (Formulierungen nach Tab. 7) zusammengefasst .
Tabelle 8a:
Ergebnisse der sensorischen Beurteilung nach Behandlung von Haarsträhnchen mit Formulierungen nach
Tab. 7
K) -4
HSP : Haarspülung
Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen gute konditionierende Eigenschaften ergeben, die zum Teil deutlich besser sind als die des Industriestandards Cetrimonium Chlorid.
Tabelle 8b:
Ergebnisse der sensorischen Beurteilung nach Behandlung von Haarsträhnchen mit Formulierungen nach
Tab. 7
K)
HSP: Haarspülung
K)
Es zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen gute konditionierende Eigenschaften ergeben, die zum Teil deutlich besser sind als die des Industriestandards Cetrimonium-Chlorid.
Kombinationen von verschiedenen Konditioniermitteln mit Al- kylguanidinium-Verbindungen wurden in einfachen Haarspülungen getestet. Die Formulierungen sind der folgenden Tabelle zu entnehmen.
Tabelle 9:
Testformulierung einer einfachen Haarspülung zur Kombination verschiedener Konditioniermittel mit den erfindungsgemäßen Alkylguanidinium-Verbindungen:
In der folgenden Tabelle (Tab. 10) sind die Ergebnisse der sensorischen Beurteilung der wie oben beschrieben durchgeführten Behandlung der Haarstränehen mit erfindungsgemäßen Verbindungen in Kombination mit herkömmlichen Konditionier- mittein bzw. Vergleichsbeispielen (Formulierungen nach Tab. 7 und 9) zusammengefasst .
Tabelle 10:
Ergebnisse der sensorischen Beurteilung nach Behandlung von Haarsträhnchen mit Formulierungen nach Tab. 7 und 9 zum Vergleich der Wirkung bei Kombination der erfindungsgemäßen Verbindungen mit Konditioniermitteln des Standes der Technik:
Die Beispiele zeigen, dass bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Alkylguanidiniumderivates in Haarspülungen eine weitere Verbesserung erreicht werden kann, wenn zusätzlich zu der Alkylguanidiniumverbindung noch weitere Konditioniermit- tel des Standes der Technik verwendet werden. Solche Haarspülungen mit Kombinationen aus Konditioniermitteln des Standes der Technik und Alkylguanidiniumderivaten werden in der Kon- ditionierwirkung besser bewertet als die Haarspülungen, die die jeweiligen einzelnen Inhaltsstoffe enthalten.