WO2018137587A1 - 染发组合物及其制备方法和使用方法 - Google Patents

染发组合物及其制备方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

一种染发组合物，包含颜料、颜料增溶载体和任选的添加剂，以及其制备方法和使用方法。组合物的染发方法为，将染发剂涂抹在干燥或者半湿的不同颜色的毛发上面，在3-15分钟后冲洗掉，即可完成染发过程。组合物组分简单，染色度和色调优异，染发时间短且染发可控。

Description

[根据细则37.2由ISA制定的发明名称]　染发组合物及其制备方法和使用方法 技术领域
本发明涉及组合物。具体地，本发明涉及该组合物及其制备方法、使用方法和用途。更具体地，本发明涉及非化学氧化型染发剂及其制备方法及其使用方法。本发明属于精细化工和纳米材料技术领域。
背景技术
目前常规的染发是将组合物的染料渗透至毛发内部深处，通过破坏毛发化学组成及利用化学反应成色、少量粘附在毛发表层着色，以达到美发目的的化妆品。组合物以其产品的化学性，主要可划分为氧化型组合物和直接型组合物两大类。按其染色效果，可区分为持久性、半持久性和暂时组合物。
目前市场上大部分采用持久性染发，持久性组合物所用的染料包括天然染料、金属染料和有机合成染料，如下表所示：
下面列举一些氧化染料原料及其可染颜色
染料显色剂 颜色 染料偶合剂名称 颜色
对苯二胺 棕黑色 对苯二酚 褐色
对甲苯二胺 褐色 间苯二酚 深蓝色
对氨二苯胺 深灰色 对氨基苯酚 金棕色
氯化对苯二胺 深褐色 间氨基苯酚 深灰紫色
间苯二胺 紫色 邻氨基苯酚 金色
间甲苯二胺 紫色 1，2，3-苯三酚 金色
邻苯二胺 金黄色 a-萘酚 浅紫色
邻甲苯二胺 浅褐色 连苯二酚 棕黑色
目前这些染料的染发机理是通过碱剂先将头发毛磷打开，使氧化染料进入到毛发皮质层，然后使双氧水进入与染料产生氧化反应，生成的高分子材料直接沉淀在毛发表层，从而达到永久染发的目的。调查发现，目前这类化学组合物已出现不同程度的致癌案例，长期使用毒性较高，皆能渐渐促使皮肤产生轻微或者严重的过敏现象，其中使用的碱剂臭味明显，刺激性大，双氧水对头发的侵蚀使头发的力学性能下降，微观结构产生变化，发脆易断。
如上所述，目前的化学染发工艺复杂，对头发伤害极大；而且，目前染发的工艺的染发时间久，一般需2个小时左右；由于染发剂的成分组成复杂，导致其只能有专业人士使用，方便程度不够。因此，人们期待开发具有染发剂成分简单、纯天然，无刺激性，无致过敏性，无致突变性，无臭无味，不损伤发质，染发时间短、可家庭调染的新型染发剂。
同时，随着纳米科技和纳米材料的研究的不断深入，人们也尝试着用高分子的方法合成超细聚合物粒子(10-100nm)。有些研究小组通过改变聚合物结构和反应体系的组成来制备纳米高分子，其中无皂乳液聚合方法是在合成生物医用高分子水溶性颜料增溶载体上具有最为广泛的应用前景。利用天然无毒的纳米载体来负载颜料分子，促进其与毛发结合将无疑克服传统的染发技术带来的不利效果。
因此，针对天然无毒染发剂分子，人们需要能够快速、便捷、高效、无毒的组合物。
发明内容
本申请发明人从生物医学应用的观点出发，针对传统化学染发、剂植物染发中存在的毒性高、时间久、效率低、及染发效果差等缺陷，利用化学合成和高分子聚合方法，合成具有一定组成结构的高分子，所述高分子是能够大量负载天然无毒颜料的功能载体。通过载体来实现颜料的大量负载、并在不改变毛发结构和性质的情况下增强其与毛发的结合。通过一定的比例，获得无毒、天然、快速、便捷、高效的组合物，实现快速、便捷、无毒及高效的染发剂及其应用，从而解决目前染发技术中所存在的问题。
本发明提供组合物及其制备方法、使用方法和用途。
本发明的第一方面，提供一种组合物，所述组合物包含：选自颜料、水溶性颜料增溶载体和任选的添加剂；优选地所述水溶性增溶载体在所述组合物中所占的质量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％以及所述各数值之间的范围，包括但不限于1-50％，优选1-40％、更优选1-30％、最优选1-20％；且所述颜料在所述组合物中所占的质量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％以及其中各数值之间的范围，包括但不限于1-40％，优选1-30％、更优选1-20％、最优选1-10％。所述比例是基于整个组合物的重量比。所述组合物可用于染发。
本发明的第二方面，提供一种使用组合物染发的方法，该方法包括如下步骤：在25℃-50℃(优选为50℃)，将毛发接触含有如上所述的颜料和水溶性颜料增溶载体和任选的添加剂的本发明组合物；所述的颜料是炭黑、石墨烯及其共混物，所述炭黑溶液浓度为约5-50mg/mL；或所述颜料是颜料分子(碱性红、碱性黄、碱性蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的碱性黑色颜料，所述碱性黑色颜料的调配是按照碱性红：碱性黄：碱性蓝分别为0.01-0.3：0.7-5：0.4-4之间的重量比例进行；或所述颜料是天然植物颜料分子(胭脂红、柠檬酸黄、亮蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的天然植物黑色颜料，所述天然植物颜料的黑色颜料的调配是按照胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝分别为0.1-3：0.03-2：0.1-10之间的重量比例进行；其中所述颜料是具有0.1-5000nm之间的粒子，优选是具有0.1-500nm之间的粒子。进一步地，所述组合物还包含去离子水。其中，通过所述颜料将其染色；在3-15分钟(3-10分钟，优选在5-10分钟)后，用清水冲洗，沥干；获得到所需颜色的毛发；然后通过染发剂将其染色；用清水冲洗，沥干；获得到不同颜色的毛发染色。
通过本发明组合物中的颜料和水溶性颜料增溶载体对毛发的相互作用，实现无损伤的且无污染的染发目的。具体地，组合物通过水溶性颜料增溶载体负载颜料进入毛发皮质层，水溶性颜料增溶载体与头发表层之间的键合作用，使颜料与毛发结合得更加牢固，从而实现持久性染发的目的。
同时，本发明的染色方法具有如下特点：水溶性颜料增溶载体和任选的醇(例如，丙三醇)等成分，使本发明在上染头发后，能够快速与毛发相关作用，迅速发生络合反应，染发时间短(低于10分钟，优选在3-10分钟)，形成强大的络合物并使负载颜料的增溶载体能够迅速封闭在头发之中，快捷的达到染色头发的效果。
本发明的第三方面涉及所述组合物在制备染发剂中的用途。
本发明的第四方面涉及制备所述组合物的方法，包括将组合物中各组分混合的步骤。
附图说明：
图1.毛笔毛替代真毛在侵染前后的染色结果比较，其中浸染之前(左)和浸染之后(右)。
图2.不同配方的初步染色在侵染前后的比较，其中浸染前(左)和浸染后(右)。
图3.用兔子毛代替毛笔毛重复实验。
图4.不同温度和pH的染色条件的比较。
图5.不同pH对染发的影响的比较。
图6.不同时间对染发的影响的比较。
图7染发前后的毛发微观结构的比较。
图8.水溶性颜料增溶载体对不同染料染白色兔毛染色的影响的比较。
图9.不同水溶性颜料增溶载体负载黑色颜料对白毛的影响的比较。
图10.水溶性颜料增溶载体模拟市售染发过程对不同染料对黑色人毛发染色的影响的比较。
图11.水溶性颜料增溶载体对不同染料对黑色人毛发染色的比较。
图12.水溶性颜料增溶载体对染料附着度的比较的考察。
图13.水溶性颜料增溶载体对染色后发质的影响的比较。
图14.不同组分对上皮细胞的损伤情况评价的比较。
图15.水溶性颜料增溶载体和市售染发剂的染发效果评价的比较。
图16.水溶性颜料增溶载体对市售染膏的快速染上评价的比较。
图17.基于水溶性颜料增溶载体的黑色染膏的快速染上评价的比较。
图18.基于水溶性颜料增溶载体的彩色染膏的快速染上评价的比较。
定义
如本文使用的，术语“发”和“毛发”是指任何含角蛋白的纤维或纤维材料，包括任何人类的毛发、动物毛发(包括但不限于，兔毛)和毛笔毛。
如本文所使用的，术语“颜料”是指细小的不溶解的白色、黑色或有色的物质，其用于使得含有该颜料组合物着色和/或变得不透明。所述的颜料是炭黑、石墨烯及其共混物；或所述颜料是颜料分子(碱性红、碱性黄、碱性蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的黑色颜料，所述黑色颜料的调配是按照碱性红：碱性黄：碱性蓝分别为0.01-0.3：0.7-5：0.4-4之间的重量比例进行；或所述颜料是天然植物颜料分子(胭脂红、柠檬酸黄、亮蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的天然植物黑色颜料，所述天然植物颜料的黑色颜料的调配是按照胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝分别为0.1-3：0.03-2：0.1-10之间的重量比例进行；所述颜料是具有0.1-5000nm之间的粒子，优选是具有0.1-500nm之间的粒子。
如本文使用的，染发效果优良的标准是通过未参与实验操作的人员目测染发效果后，根据染发着色时间、染色量以及着色光泽，对其染发效果的客观评判标准：差(评分0-1)、一般(评分1-2)、好(评分2-3)、很好(评分3-4)以及非常好(评分4-5)。
如本文使用的，术语“水溶性颜料增溶载体”是指能够与头发表面相互键合，且能够 增强颜料的负载量，增强毛发表层柔顺性的任何载体。
如本文中所使用的，其他颜色可以通过红黄蓝三原色按照一定的比例配制，例如，黑色如下配制：碱性红：碱性黄：碱性蓝＝0.01-0.3：0.7-5：0.4-4(重量比)；及胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝＝0.1-3:0.03-2：0.1-10(重量比)。
如本文所使用的，术语“室温”是指25℃±1℃。同时，若没有具体指明实验温度，均为室温。
如本文所使用的，术语“约”是指该术语所修饰的数值的±20％，优选为±10％，更优选为±5％，因此本领域的普通技术人员能够清楚地根据所修饰的数值确定术语“约”的范围。
发明详述
本发明的第一方面涉及组合物，包含：(1)选自颜料，所述颜料在所述组合物中所占的质量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％以及其中各数值之间的范围，包括但不限于1-40％，优选1-30％、更优选1-20％、最优选1-10％；所述颜料为炭黑、石墨烯或其共混物，或所述颜料是颜料分子(碱性红、碱性黄、碱性蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的黑色颜料，所述碱性黑色颜料的调配是按照碱性红：碱性黄：碱性蓝分别为0.01-0.3：0.7-5：0.4-4之间的重量比例进行；或所述颜料是天然植物颜料分子(胭脂红、柠檬酸黄、亮蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的天然植物黑色颜料，所述天然植物颜料的黑色颜料的调配是按照胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝分别为0.1-3：0.03-2：0.1-10之间的重量比例进行；所述颜料是具有0.1-5000nm之间的粒子，优选是具有0.1-500nm之间的粒子；(2)水溶性颜料增溶载体，其中所述水溶性颜料增溶载体在所述组合物中所占的质量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％以及所述各数值之间的范围，包括但不限于1-50％，优选1-40％、更优选1-30％、最优选1-20％；进一步地，所述水溶性颜料增溶载体选自高分子聚合物、高分子共聚物(所述高分子共聚物通过以下方法制备：在水溶液和60-100℃的温度下，自由基引发剂激发含有氨基的第一单体与第二单体通过自 由基接枝共聚合反应形成共聚物)或无机材料，其中所述高分子聚合物为含有羧基、氨基、阳离子基团、阴离子基团的聚合物，且所述无机材料为含有硅和氧元素的无机分子；优选所述高分子聚合物是选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖、海藻酸钠、聚丙烯酸的聚合物；及这些聚合物及其共聚物，以及所述聚合物的高分子共聚物与选自硅或铁的无机材料的杂化及复合材料；更优选所述高分子聚合物是选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖、海藻酸钠、聚丙烯酸的聚合物，以及所述聚合物与聚-异丙基丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯的高分子共聚物；优选所述水溶性颜料增溶载体是选自下述的高分子共聚物：聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺，海藻酸钠-聚乙烯亚胺、聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖-聚-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖高分子链以及非化学交联所形成的纳米组合物体系；再进一步地，所述水溶性颜料增溶载体的形态包括凝胶、乳胶、无机-有机杂化复合物以及自组装形成的微球或纳米凝胶；(3)添加剂，所述添加剂选自丙三醇/或其盐或酯的衍生物、或十三烷醇聚醚-2/或其盐或酯的衍生物，和喷替酸五钠/或焦磷酸四钠/或者锡酸钠；所述添加剂在所述组合物中所占的质量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％以及其中各数值之间的范围，包括但不限于1-40％，优选1-30％、更优选1-20％、最优选1-10％。所述组合物还包含水，且所述组合物的pH经碱性剂调整为低于约13，具体地，pH为8、9、10、11、12以及所述各pH之间的范围，包括但不限于：8<pH<13、优选为9<pH<12、更优选为8<pH<10，其中所述的碱性剂为烷醇胺和无机物；所述的烷醇胺为单乙醇胺、多乙醇胺或丙二醇的衍生物；所述的无机物为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙或碳酸氢钙。优选地，所述组合物为溶液、膏剂或乳剂。
本发明所述的组合物可用于染发。
本发明的第二方面涉及提供一种使用组合物染发的方法，该方法包括如下步骤：在25℃-50℃(优选为50℃)，将毛发接触含有如上所述的颜料和水溶性颜料增溶载体和任选的添加剂的本发明组合物，其中所述颜料是具有0.1-5000nm之间的粒子，优选是具有0.1-500nm之间的粒子；所述的颜料是炭黑、石墨烯及其共混物，所述炭黑溶液浓度为约5-50mg/mL；或所述颜料是颜料分子(碱性红、碱性黄、碱性蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的黑色颜料，所述碱性黑色颜料的调配是按照碱性红：碱性黄：碱性蓝分别为0.01-0.3：0.7-5：0.4-4之间的重量比例进行；或所述颜料是天然植物颜料分子(胭脂红、 柠檬酸黄、亮蓝)及它们按照一定重量比例调配获得的天然植物黑色颜料。所述天然植物颜料的黑色颜料的调配是按照胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝分别为0.1-3：0.03-2：0.1-10之间的重量比例进行；进一步地，所述组合物还包含去离子水。其中，通过所述颜料将毛发染色；在3-15分钟(3-10分钟，优选在5-10分钟)后，用清水冲洗，沥干；获得到所需颜色的毛发。
本发明的第三方面涉及所述的组合物在制备染发剂中的用途。
本发明的第四方面涉及制备所述的组合物的方法，包括将组合物中各组分混合的步骤。
高分子共聚物的制备方法，所述方法包括：在水溶液和60-100℃的温度下，自由基引发剂激发含有氨基的第一单体与第二单体通过自由基接枝共聚合反应形成共聚物。
具体实施方式：
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而并非用于限定本发明权利要求中所涵盖的范围。
下述实施例中的方法，如无特殊说明，均采用常规方法。
实施例1：含有或不含有水溶性颜料增溶载体对炭黑染色的影响
实验步骤：取少量毛笔毛用火灼烧，有蛋白质烧焦味道，辨别为真毫，可以使用。称取100mg亲水性炭黑于管中，加入20mL水(即，蒸馏水，下同)，充分搅拌2小时，制得5mg/mL的炭黑水溶液备用。分别取两份等量(1mL，如没有明确说明，下述实施例均采用该体积)炭黑水溶液并标记为1和2号。1号管中加入1mL水，2号管中加入1mL浓度为4mg/mL(如没有明确说明，下述实施例均采用该浓度和体积)的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)，均充分震荡使其混合均匀。在室温，取两支毛笔分别在1和2号试管中蘸取，浸染。染色之前拍照留存，染色之后待室温干燥后拍照留存。
实验结果：请参考图1左图(图中的左边为未添加水溶性颜料增溶载体的标记1和右边添加水溶性颜料增溶载体的为2号)和图1右(图中左边的毛笔是添加水溶性颜料增溶载体之后的炭黑水溶液，右边的毛笔是没有添加水溶性颜料增溶载体溶液的炭黑水溶液)。
由图1可知，在相同实验条件下，添加水溶性颜料增溶载体之后毛笔毛的染色相对于没有添加增溶载体的毛笔染色效果更好(染色效果分别为2.5和0.5分)。
实施例2：含有或不含有水溶性颜料增溶载体和/或丙三醇对炭黑染色的影响
实验步骤：同实施例1，配制20mL浓度为5mg/mL的炭黑水溶液备用，另外配制20mL 的丙三醇-炭黑溶液备用(炭黑在20％的丙三醇中的溶解需要一定时间，加入磁转子充分搅拌使其完全溶解)；分别取两份等量的炭黑水溶液标记为1和2号，取两份等量2ml的丙三醇-炭黑溶液标记为3和4号。
给1号管中加入1mL水，2号管中加入1mL浓度为4mg/mL的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)，3号管中加入1mL丙三醇，4号管中加入1mL浓度为4mg/mL的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)和1mL丙三醇。取等量的毛笔毛用标签纸粘起来并标记1、2、3和4号。在室温，分别在4个管中蘸取浸染5分钟，并晾干观察其颜色变化。
实验结果：在浸染之后，由右图可知，1号水溶液的毛笔相对于2号水溶性颜料增溶载体毛笔染色更浅，效果差；1号水溶液毛笔染色与3号丙三醇溶液毛笔染色对比，3号丙三醇溶液毛笔染色更深没有颗粒附着，毛的表面比较光滑，效果更好；但是，整体上来看，4号水溶性颜料增溶载体-水和丙三醇的毛笔染色效果最好。
实施例3：含有或不含有水溶性颜料增溶载体和/或丙三醇对炭黑染色的影响(用兔毛代替毛笔重复实施例2)
实验步骤：同实施例2，配制20mL浓度为5mg/mL的炭黑水溶液备用，另外配制20mL的丙三醇炭黑溶液备用(炭黑在丙三醇中的溶解需要一定时间，加入磁转子充分搅拌使其完全溶解)，分别取两份等量(1mL)的炭黑水溶液标记为1和2号，取两份等量5mL的丙三醇炭黑溶液标记为3和4号。给1号管中加入1mL水，2号管中加入1mL浓度为4mg/mL的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)，3号管中加入1mL丙三醇，4号管中加入1mL聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)和1mL丙三醇。取10mg兔毛用标签纸粘起来并标记1、2、3和4号。在室温，分别在4个管中蘸取浸染10-30分钟，并晾干观察其颜色变化。
实验结果：由图3和图2对比可知，同样的组合物对兔毛的染色效果要比毛笔好，同时选定的丙三醇-水溶性颜料增溶载体-炭黑颜料的染色效果最好。毛笔毛染色效果较差的原因在于，与兔毛相比较，毛笔毛表面还是做了化学处理，所以初期的染色效果没有得到体现。
实施例4：不同温度和pH对炭黑和丙三醇染黑效果的评价
试验步骤：毛发选用兔毛，称取25mg亲水性炭黑，加入5mL去离子水，搅拌过夜，使其充分溶解，配制含炭黑的对照组水溶液，其中炭黑水溶液浓度为5mg/mL，备用。
将不同溶液(1号：水溶液(含炭黑)；2号：水溶液(含炭黑)+1mL浓度为4mg/mL 的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)(体积比4:1)；3号：水溶液(含1mL炭黑)+丙三醇+1mL浓度为4mg/mL聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)(2:2:1))并用碱性剂(例如，氢氧化钠)调配染发剂溶液的pH，获得pH为8和9的染发溶液。水浴加热至25℃和50℃，得到不同温度的溶液，取10mg干燥的毛发浸入一段时间(5分钟)，捞出；用清水冲洗，自然干燥，得到不同温度和pH溶液的毛发染黑发。
实验结果：由图4可知，在所测定的pH下，高温染色效果优于低温染色效果，其原因在于升高温度能够有效打开毛发表层鳞片状结构，有利于水溶性颜料增溶载体负载颜料进入并与毛发结合。此外，由图4可知，在所测定的温度下，pH高的(＝9)染色效果优于pH低的(8)的好染色效果，其原因在于是提高染发剂的碱性程度，能够有效打开毛发表层鳞片状结构，有利于水溶性颜料增溶载体负载颜料进入并与毛发结合。
实施例5：不同pH对炭黑染黑效果的进一步评估
实验步骤：依照实施例1-3，首先配制三种溶液。配比1，即炭黑水溶液，称取25mg亲水性炭黑，加入5mL去离子水，搅拌过夜，使其充分溶解，炭黑水溶液浓度为5mg/mL；在室温，取10mg的毛发浸入5分钟，捞出；用清水冲洗，沥干，再浸入炭黑水溶液中浸染一段时间，捞出，自然干燥，得到炭黑水溶液染黑的毛发。
配比2，炭黑和丙三醇水溶液染黑毛发，称取25mg亲水性炭黑，加入2.5mL丙三醇溶剂和2.5mL去离子水，搅拌过夜，使其充分溶解，炭黑浓度保持为5mg/mL，在室温，取10mg的毛发浸入5分钟，捞出；用清水冲洗，沥干，自然干燥，得到炭黑和丙三醇水溶液染黑的毛发。
配比3，炭黑和丙三醇以及聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液染黑毛发，称取25mg亲水性炭黑，加入2mL丙三醇溶剂，2mL去离子水和1mL浓度为4mg/mL聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)搅拌过夜，使其充分溶解，炭黑浓度为5mg/mL，在室温，取1mL，取10mg的毛发浸入一段时间，捞出；自然干燥，得到炭黑和丙三醇以及聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液染黑的毛发。
实验结果：由图5可知，在测定的所述配比的染发剂中，其染发效果均是碱性条件越高(pH值越大)，其染色效果越好，而且，配比3(水-醇-水溶性颜料增溶载体)的染发效果最好。但是当pH达到13以后，其毛发发质收到轻微程度的损伤，表观表现为毛发的成团。由此可见，pH高有利于染上，但是不是越高越好。
实施例6：不同染色时间和pH对炭黑染色的影响
实验步骤：依照实施例1-3，将不同溶液(1号：水溶液；2号：水+聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)(4:1，体积比，下同)；3号：水+丙三醇+聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)(2:2:1)，并用碱性剂(例如，氢氧化钠)调配染发剂溶液的酸碱度，获得pH为9和13的染发溶液。在室温，取10mg的兔毛浸入pH为9和13的染发溶液，同时分别控制不同的染发时间为10min或30min，捞出，自然干燥，得到不同pH值和不同时间的下的兔毛染发结果。
实验结果：由图6可知，在弱碱条件下(pH为9)，各组随着时间的延长，染发效果变好(灰度值增加)，而且，水-丙三醇-水溶性颜料增溶载体的效果最好。但是，当染发溶液的碱度提高到13后，虽然在短时间内的效果较好，发质仍然有一定程度上受到损伤，表观表现为毛发的成团、变软和易断。而且，该损伤会随着时间的延长进一步加剧。可见，提高染发效果，不是碱性越高越好。另外，该损伤在非水溶性颜料增溶载体组更明显。可见，我们的水溶性颜料增溶载体对毛发具有一定的保护作用。
实施例7：染发前后的毛发(人和兔的毛发)微观结构的比较
实验步骤：按照实施例1-3，炭黑和丙三醇以及聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液染黑毛发，称取25mg亲水性炭黑，加入2mL丙三醇溶剂，2mL去离子水和1mL浓度为4mg/mL聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)搅拌过夜，使其充分溶解，炭黑浓度为5mg/mL，在室温，取1mL，取10mg的人的毛发浸入一段时间约为5分钟，捞出；自然干燥，得到丙三醇水溶性颜料增溶载体溶液的染黑毛发。同时，选用同样来源的未经过染色处理的兔毛发作为对照，去做显微学检测(TEM)。
按照实施例1-3，炭黑-丙三醇-聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液染黑毛发，称取25mg亲水性炭黑，加入2mL丙三醇溶剂，2mL去离子水和1mL浓度为4mg/mL聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)搅拌过夜，使其充分溶解，炭黑浓度为5mg/mL，在室温，取1mL，取10mg兔的毛发浸入一段时间约为5分钟，捞出；自然干燥，得到丙三醇和聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液的染黑毛发。同时，选用同样来源的为经过染色处理的人的毛发作为对照，去做显微学检测(TEM)。
实验结果：由图7可知，在显微镜比较染色前后的毛发时，不管是人类的毛发(上面两组)还是兔毛(下面两组)，其染色后的毛发的鳞片之间明显富集了很多浓密颗粒，说明我们的水溶性颜料增溶载体能够明显促进颜料在毛发表面鳞片结构中的富集，提高染色 效果。
实施例8.水溶性颜料增溶载体和不同颜料对白毛的影响
实验步骤：选取兔毛、聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)、丙三醇、颜料(黑色颜料，其通过碱性红：碱性黄：碱性蓝＝0.01-0.3：0.7-5：0.4-4(重量比)获得；天然植物颜料，其通过胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝＝0.1-3：0.03-2：0.1-10(重量比)获得)。取颜料各20mg，加4ml水，配成浓度为5mg/ml的溶液。聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)浓度为50mg/mL。取12个管子，分为2组(含聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)和无聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体))，每组6个管子，无聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)组管中加入0.1ml颜料和1.9ml水；含载体组管中加入1.86ml水+0.04ml水溶性颜料增溶载体+0.1ml颜料，总体积都为2ml，混匀，静置15min。在室温，分别向12个管中加入适量白色兔毛，染色5min，取出兔毛，在水中洗涤2次，观察兔毛的颜色
实验结果：由图8可知，1号管中的兔毛颜色比2号管(含载体组)中兔毛的颜色浅，3号和4号管(不含聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)组)中的兔毛几乎无颜色。因此，实验结果说明聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)能够明显增强红、蓝、黄及黑色炭黑颜料的染色效果(染色效果分别为4、4、4和4分)。
实施例9.不同水溶性颜料增溶载体负载黑色颜料对白毛的影响
实验步骤：选取兔毛、不同的水溶性颜料增溶载体(海藻酸钠、壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、海藻酸钠-聚乙烯亚胺)、天然植物颜料，其通过胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝＝0.1-3：0.03-2：0.1-10(重量比)。取颜料各20mg，加4ml水，配成浓度为5mg/ml的溶液。水溶性颜料增溶载体(海藻酸钠、壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、海藻酸钠-聚乙烯亚胺)浓度为50mg/mL。取6个管子，含载体组管中加入1.86ml水+0.04ml水溶性颜料增溶载体+0.1ml颜料，总体积都为2ml，混匀，静置15min。在室温，分别向6个管中加入适量白色兔毛，染色5min，取出兔毛，在水中洗涤2次，观察兔毛的颜色。
实验结果：由图9可知，各组中的兔毛都很好的染上黑颜色。因此，实验结果说明不同水溶性颜料增溶载体能够明显增强红、蓝、黄及黑色炭黑颜料的染色效果。
实施例10.水溶性颜料增溶载体模拟市售颜料(红、蓝、黄)对人的黑色毛发的染色过程及效果考察
实验材料：选取人类头发、颜料(碱性红、碱性黄、碱性蓝)、H 2O 2。同时，聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)染料的配制：配制50mg/ml的水溶性颜料增溶载体母液，颜料母液浓度为20mg/ml，配制10％，15％的H 2O 2溶液。先用50mL H 2O 2(体积比小于10％)预处理黑色毛发1小时，模拟市售染发过程，向两种溶液中加适量H 2O 2溶液颜料溶液配制好后就能静置1H。取12个管子，分别编号10％组(R红色,Y黄色,BLU蓝色,RP红色+载体,YP黄色+载体,BLUP蓝色+载体)；15％组(R,Y,BLU,RP,YP,BLUP)此处：R,Y，BLU分别代表红黄蓝。在室温，分别向10％组和15％组加入适量头发，染色10min，水洗，拍照。
实验结果：由图10可知，水溶性颜料增溶载体能够很快将红、蓝、黑三种颜色转移到人的黑发上去，而且，随着双氧水的添加其染色效果会变化不大(染色效果均为3.5分)。
实施例11.水溶性颜料增溶载体(红、蓝、黄)对人的黑色毛发的染色
实验材料：选取人类头发，颜料(胭脂红、柠檬酸黄、亮蓝)和H 2O 2。同时，聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)配制：配制50mg/ml的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)母液，颜料母液浓度为20mg/ml，配制10％，15％的H 2O 2溶液，添加约10％(体积比)到配制好的水溶性颜料增溶载体中。取12个管子，分别编号10％组(R：红色；Y：黄色；BLU：蓝色；RP：红色+载体；YP：黄色+载体；BLUP：蓝色+载体，(下同))；15％组(R,Y,BLU,RP,YP,BLUP)分别向10％组和15％组加入适量头发，染色10min，水洗，拍照。
实验结果：由图11可知，水溶性颜料增溶载体能够很快将红、黄、蓝三种颜色转移到人的黑发上，而且，随着双氧水的添加其染色效果会变化不大。这个结果与传统染发相比，有以下三个优点：1，水溶性颜料增溶载体能够明显加快颜料上色，时间约为10分钟；2，水溶性颜料增溶载体配制的颜料能够增加颜色的附着；3，少量氧化剂的添加对染色效果的影响不大(染色效果均为3.5分)。
实施例12.洗发水洗头发，观察水溶性颜料增溶载体对颜料的着色能力。
实验步骤：按照实施案例10，碱性红黄蓝，聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)的配制：配制50mg/ml的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)母液，颜料母液浓度为20mg/ml，配制10％，15％的H 2O 2溶液。向两种溶液中加适量H 2O 2溶液(体积比小于10％)，颜料溶液配制好后就能静置1h。取12个管子，分别编号10％组(R,Y,BLU,RP,YP,BLUP，同实施例11)；15％组(R,Y,BLU,RP,YP,BLUP，同实施例11)分别向10％组和15％组加入适量兔毛，染色10min，晾干。然后选用红色染发的样 本，用市售的洗发水(飘柔)对染好的头发进行人工手搓洗1分钟，水洗，拍照。在此试验中，我们同时选用非水溶性颜料增溶载体的染色组作对比。
实验结果：由图12可知，水溶性颜料增溶载体能够很快将红颜色染上，并随着洗发水的搓洗染上的颜料基本不会掉下来。说明，增溶载体不但能够染上，而且能够增强颜料的附着度(染色效果均为4.5分)。
实施例13.观察水溶性颜料溶载体对染色后发质的影响。
实验步骤：炭黑-丙三醇-聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液染黑毛发，称取25mg亲水性炭黑，加入2mL丙三醇溶剂，2mL去离子水和1mL聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)搅拌过夜，使其充分溶解，炭黑浓度为5mg/mL，在室温，取10mg的毛发浸入5分钟，捞出；自然干燥，得到丙三醇-聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)溶液的毛发染黑发。同时，选用同样来源的为经过染色处理的人类毛发作为对照，用YC020B型电子单纱强力机去检测染色前后、高温染发组(50度)、碱性染发组(pH＝10)，无染色的毛发及化学染发的毛发去做拉力测试。
实验结果：由图13可知，正如上述实施例所示，过高的温度和碱性条件下对毛发的损伤较大，毛发不宜抗拉。与之相对，我们水溶性颜料增溶载体组与无染色毛发组的抗拉能力最强，化学染发组会导致头发的发质变坏，因此，我们增溶载体组的染发条件和工艺对毛发具有保护作用。
实施实例14.观察水溶性增溶载体、颜料及市售阳离子制剂的生物相容性。
依照实施例1-3，配制水溶性颜料增溶载体染料，同时选用阳离子载体(十二烷基硫酸钠)。首先培养人上皮来源的细胞(293T)，分三组对应聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)组，聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)染料，和市售阳离子载体组；用市售细胞培养基(160DM)培养细胞24小时，获得处于对数生长期的细胞；此时分别向三组细胞的培养皿中添加相同浓度梯度的聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)，聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)-颜料，和市售阳离子载体；再次培养24小时后，用CCK-8检测试剂盒来考察三组体系对细胞的杀伤能力。
实验结果：由图14可知，细胞在水溶性颜料增溶载体组和水溶性颜料增溶载体-颜料组的作用下几乎没有受到损伤，然而在市售阳离子载体组，细胞的死亡很快(请参考附图14)。因此，水溶性颜料增溶载体的染发剂对毛发和人的细胞没有损伤，具有很好的生物 相容性。
实施例15.水溶性颜料增溶载体与市售染发剂的染发效果
水溶性颜料增溶载体与市售黑色膏剂(由广州薄柔化妆品有限公司购买，商品条形码:4987205051166)对比：
配制含载体聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)浓度为10-50mg/ml溶液，编号A；取市售黑色膏状染料适量，编号B，A和B分别放入调色板中的两个孔中；放入适量牦牛毛，染色15min，水洗观察染色效果。结果如图15所示。结果：B呈现浅灰色，A的颜色较深。
结论：实验证明水溶性颜料增溶载体能够快速上色，B需要更长时间，通常是1个小时才能上色。
实施实例16.基于水溶性颜料增溶载体的膏剂的调配和染发效果
(一)水溶性颜料增溶载体在市售黑色膏剂中的改进效果：具体实施方案如下：配制载体聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)浓度为10-50mg/ml；取黑色膏状染料(各种成分常规混合)适量，放入调色板中的两个孔中，分别编号A、B：A.黑色膏状染料，B.黑色膏状染料+400μl聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)；放入适量牦牛毛，染色，水洗观察染色效果。结果如图16所示。结果：呈现浅灰色，加入载体的颜色较深，结论是水溶性颜料增溶载体在其中有一定的出染发效果(请给各组打分)。结论：快速实验证明水溶性颜料增溶载体不但能够快速增强调配染料的染上，对市售需要1个小时染发时间的染膏在10min内具有快速增强作用(染色效果为4分)。
(二)基于上述红黄蓝三原色的碱性红黄蓝黑色素染发膏剂调配及其染发效果。具体实施案例：配置水溶性颜料增溶载体母液浓度为50-100mg/ml，BSA的母液浓度为10-30mg/ml，冰醋酸(1:5稀释)；实验一：用1ml聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)+2mlBSA组成的混合液处理牦牛毛5min；5min后取出，除去表面的残留液；用(大瓶)黑色染料制成的膏状染膏(上述实施案例)，在毛发表面涂抹均匀，染色10min；10min后，取出，洗去表面的染膏。结果如图17所示。结果：牦牛毛呈现黑色(右)(染色效果分别为0.5和4分))。结论：基于红黄蓝三原色和水溶性颜料增溶载体我们能够成果调配处黑色染膏，同时该染膏能够快速便捷的染上白色毛发。
(三)基于水溶性颜料增溶载体的天然彩色素染发膏剂：具体实施方案如下：(1) 调色：称取红色染料(R)125.2mg，加10.841mL水得到的母液备用，配制载体聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺(水溶性颜料增溶载体)浓度为50mg/ml；混合液Ⅰ：R:P800＝1.4ml：0.2ml；配制1个剂量的混合液Ⅰ，总体积为18.55ml；称取凡士林3.8g，海藻酸钠3.0g，PEG 1.0g于50ml烧杯中，放置于60℃的水浴锅中加热不断搅拌至熔融，不断搅拌下加入混合染料溶液，至呈现半固体膏状后继续搅拌约5min后取出，不断搅拌至冷凝；取适量牦牛毛于培养皿中，将毛上涂满膏状染料，染色15min。结果如图18所示。结论：基于水溶性颜料增溶载体和红色染料能够调配处红色染膏，而且能够快速便捷的染上红色(染色效果分别为1.5和4分)。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出各种等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (26)

  1. 组合物，所述组合物包含：
    颜料，所述颜料在所述组合物中所占的质量百分比为1-40％；
    水溶性颜料增溶载体，所述水溶性颜料增溶载体在所述组合物中所占的质量百分比为1-50％；和
    任选的添加剂。
  2. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性颜料增溶载体选自高分子聚合物、高分子共聚物或无机材料。
  3. 根据权利要求2所述的组合物，其中所述高分子聚合物为含有羧基、氨基、阳离子基团、阴离子基团的聚合物，且所述无机材料为含有硅和氧元素的无机分子。
  4. 根据权利要求3所述的组合物，其中所述高分子聚合物是选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖、海藻酸钠、聚丙烯酸的聚合物；及这些聚合物及其共聚物，以及所述聚合物的高分子共聚物与选自硅或铁的无机材料的杂化及复合材料。
  5. 根据权利要求4所述的组合物，其中所述高分子聚合物是选自聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖、海藻酸钠、聚丙烯酸的聚合物，以及所述聚合物与聚-异丙基丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯的高分子共聚物。
  6. 根据权利要求2所述的组合物，其中所述高分子共聚物是选自下述的高分子共聚物：聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺，海藻酸钠-聚乙烯亚胺、聚乙烯亚胺-聚-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖-聚-异丙基丙烯酰胺、壳聚糖高分子链以及非化学交联所形成的纳米组合物体系。
  7. 根据权利要求3-6所述的组合物，所述水溶性颜料增溶载体的形态包括凝胶、乳胶、无机-有机杂化复合物以及自组装形成的微球或纳米凝胶。
  8. 根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中所述颜料是选自碱性红、碱性黄、碱性蓝的颜料分子以及按照一定比例从所述颜料分子调配获得的黑色颜料。
  9. 根据权利要求8所述的组合物，其中所述黑色颜料是基于重量比按照碱性红：碱性黄：碱性蓝分别为0.01-0.3：0.7-5：0.4-4调配获得。
  10. 根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中所述颜料是选自胭脂红、柠檬酸黄、亮蓝的天然植物颜料分子以及按照一定比例从所述天然植物颜料分子调配获得的天然植物黑色颜料。
  11. 根据权利要求10所述的组合物，其中所述天然植物颜料的黑色颜料是基于重量比按照胭脂红：柠檬酸黄：亮蓝分别为0.1-3：0.03-2：0.1-10调配获得。
  12. 根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中所述颜料是炭黑、石墨烯或其共混物。
  13. 根据权利要求1-12中任一项所述的组合物，其中所述水溶性颜料增溶载体是具有0.1-5000nm之间的粒子。
  14. 根据权利要求13所述的组合物，其中所述水溶性颜料增溶载体是具有0.1-500nm之间的粒子。
  15. 根据权利要求1-14中任一项所述的组合物，其中所述添加剂选自丙三醇/或其盐或酯的衍生物、或十三烷醇聚醚-2/或其盐或酯的衍生物，和喷替酸五钠/或焦磷酸四钠/或者锡酸钠。
  16. 根据权利要求1-15中任一项所述的组合物，其中经碱性剂调整所述组合物的pH为低于约13，优选为6<pH<13、更优选为9<pH<13、最优选为8<pH<10。
  17. 根据权利要求16所述的组合物，其中所述的碱性剂为烷醇胺和无机物。
  18. 根据权利要求17所述的组合物，其中所述的烷醇胺为单乙醇胺、多乙醇胺、丙二醇的衍生物。
  19. 根据权利要求17所述的组合物，其中所述的无机物为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙或碳酸氢钙。
  20. 根据权利要求3所述的组合物，所述高分子共聚物通过以下方法制备：
    在水溶液和60-100℃的温度下，自由基引发剂激发含有氨基的第一单体与第二单体通过自由基接枝共聚合反应形成共聚物。
  21. 根据权利要求1-20所述的组合物，其中所述组合物为溶液、膏剂或乳剂。
  22. 一种使用权利要求1-21中任一项的所述的组合物的染发方法，所述方法包括如下步骤：
    在25℃-50℃，将所述组合物涂抹于半湿或者干燥的毛发上面，在3-15分钟，优选3-10分钟，更优选在5-10分钟后，用清水冲洗，自然晾干，即完成染发。
  23. 根据权利要求22所述的方法，所述方法包括：在染发前需使用预处理组合物对毛发进行低于约10分钟的预处理、优选进行3-10分钟预处理。
  24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述预处理组合物为2-巯基-乙醇和赖氨酸均聚物水溶液，它们的重量比组成为1:3-1:10，且所述组合物的水溶液浓度为0.1-10mg/mL。
  25. 一种权利要求1-21中任一项的组合物在制备染发剂中的用途。
  26. 一种权利要求1-21中任一项的组合物的制备方法，所述方法包括将各组分混合的步骤。
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