Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к новым полимерам, имеющим разветвленную/блок-сополимерную структуру и используемые для обработки кератинсодержащих субстратов, прежде всего в косметических композициях, таких как лаки для волос, кондиционеры для волос, лосьоны для закрепления укладки волос, кремы и т.п., которые включают в себя полимеры. Полимеры придают косметическим композициям большую способность к фиксации укладки, меньшую степень отслаивания и улучшенную способность к укладке волос по сравнению с обычными полимерами, используемыми при получении средств для укладки волос и аналогичных косметических препаратов.
Уровень техники
В качестве лаков для волос, лосьонов для укладки волос и т.п. широко используются как природные, так и синтетические полимеры, обычно включенные в водный или водный/спиртовой раствор. Функцией таких полимеров является придание волосам густоты (объема) и фиксируемости.
В настоящее время основные полимеры или полимеры, используемые в лаках для волос, лосьонах для закрепления укладки и кондиционерах для волос, включают поливинилпирролидон (ПВП), гомополимеры и сополимеры, сложные полуэфиры поливиниловых простых эфиров и малеинового ангидрида, со- и терполимеры поливинилацетата и кротоновой кислоты, простые полуэфиры этилена и малеинового ангидрида, акрилаты и другие.
За исключением гомополимеров винилпирролидона обычно используемые синтетические полимеры и полимеры, используемые в лаках для волос и т.п., характеризуются тем, что придают волосам избыточную жесткость и тем самым приводят к неестественному внешнему виду. Кроме того, включение таких синтетических полимеров или других из вышеуказанных полимеров в композиции для ухода за волосами в некоторых случаях приводит к их значительному отслаиванию (шелушению) и к непригодности композиций с точки зрения коммерческих стандартов.
Несмотря на то что гомополимеры и сополимеры винилпирролидона способствуют более естественному виду волос и им несвойственны некоторые недостатки, которые характерны для других выпускаемых в промышленности продуктов, указанные полимеры обеспечивают меньшую фиксируемость волос при высоких уровнях влажности. Типичными полимерами для укладки волос являются статистические сополимеры, которые получают полимеризацией по меньшей мере двух гидрофильных, анионных, катионных или гидрофобных мономеров, таких как акриловый и виниловый мономеры. Цепь образующегося полимера обычно состоит из статистически распределенных мономеров. Отношение содержания этих мономеров выбирают способом, аналогичным способу получения смол с определенным содержанием гидрофильных и гидрофобных фрагментов.
Гидрофобные мономеры обычно обеспечивают лучшее закрепление укладки волос при высоких уровнях влажности. Тем не менее, полимеры со значительным преобладанием гидрофобных мономеров плохо растворяются в водно-этанольных смесях, с трудом смываются с волос, имеют тенденцию к отслаиванию и образованию на волосах пленки. Следовательно, они являются неподходящими к использованию в составах для укладки волос.
С другой стороны, полимеры с высоким содержанием гидрофильных групп хорошо растворяются в водно-этанольных смесях и легко смываются с волос. Однако они обычно слишком чувствительны к влажности, при которой становятся липкими и, следовательно, не закрепляют укладку в условиях с высокой влажностью. Например, в патенте США №3954960, выданном Valan, описан статистический сополимер с низким содержанием гидрофильных мономеров. Он представляет собой пленкообразующую смолу кватернизованного сополимера винилпирролидона и сополимеризующегося винилового мономера, такого как ди(низш.)алкилалкиламиноалкил- (или гидроксиалкил) акрилата или метакрилата. Однако кватернизованные полимеры поливинилпирролидона характеризуются высокой чувствительностью к влажности и обладают общей низкой эффективностью в отношении закрепления укладки волос и липкости.
В связи с этим, существует необходимость в разработке смолы, характеризующейся сбалансированным содержанием гидрофильных и гидрофобных групп, с целью достижения комбинации эксплуатационных характеристик, таких как сохранение укладки при высокой влажности, липкость, прочность, отслаивание, смываемость с волос и другие субъективные свойства.
Типичный пример статистического сополимера со сбалансированным содержанием гидрофильных/гидрофобных остатков раскрыт Valan в патенте США №3914403. Автор описывает пленкообразующую смолу, полученную из поливинилпирролидона, винилацетата и катионного мономера. Поливинилпирролидон и катионные группы образуют гидрофильный фрагмент смолы, в то время как винилацетат является гидрофобным фрагментом. Путем изменения отношения содержания поливинилпирролидона к содержанию винилацетата можно получить водо-растворимые и водо-нерастворимые полимеры. Полимеры с высокой растворимостью в воде имеют тенденцию плохо фиксировать укладку при высокой влажности, в то время как полимеры с низкой растворимостью в воде практически не смываются с волос и придают волосам слишком неестественный вид.
В патентах США №3925542 Viout и соавт. и №5196495 Chuang и соавт. описаны дополнительные примеры статистических сополимеров с различным гидрофильным/гидрофобным соотношением. Такие сополимеры используют в аэрозолях, лаках, лаках для волос неаэрозольного типа, кремах для закрепления укладки волос и лосьонах для закрепления укладки волос.
В патенте США №4007005 Patel описывает смолу для закрепления укладки волос на основе статистического сополимера реакционноспособного полиамида эпихлоргидрина и поливинилпирролидона. Сополимер обеспечивает долгосрочную сохранность укладки при высокой влажности. Однако реакционноспособные полимеры являются токсичными и практически не смываются с волос при использовании в виде аэрозолей, лаков для волос неаэрозольного типа и лосьонах для закрепления укладки.
В соответствии с правилами по охране окружающей среды от выброса летучих органических соединений (ЛОС) в атмосферу в некоторых штатах содержание ЛОС в составах для ухода за волосами ограничено до 80 мас.%, и ожидается дальнейшее ограничение до 55%. В соответствии с этими требованиями разрабатываются составы для укладки волос с пониженным содержанием ЛОС. Часть или все органические растворители, обычно используемые в таких составах, заменяют на воду. В патенте США №5565193 Midha и соавт. описывают статистическую сополимерную смолу для укладки волос, в исходном виде полученную из мономеров, таких как н-бутилакрилат (гидрофобный компонент) и акриловая кислота (гидрофильный компонент) с привитым силоксаном для уравновешивания свойств и создания смолы, подходящей для использования в составах с 80%-ным содержанием ЛОС. Однако такие полимеры являются слишком мягкими и в составе с низким содержанием ЛОС способствуют нежелательному образованию гранул на волосах.
В патенте США №5620683 Tong и соавт. описывают смолу, содержащую статистический сополимер н-алкилакриламида (гидрофобный компонент) и акриловой кислоты (гидрофильный компонент). Хотя сообщается, что эти полимеры подходят для использования в композициях с низким содержанием ЛОС, такие полимеры не растворяются в воде. Скорее они образуют суспензию в смесях воды и этанола. Такая смола растворяется только после добавления в упаковки с аэрозолем жидкого газа-вытеснителя, такого как диметиловый эфир. Приготовление суспензии и закачивание ее в упаковки с аэрозолем является непрактичным со многих точек зрения. К тому же, поскольку смола нерастворима в воде, могут возникнуть проблемы при смываниии ее с волос.
В патенте США №5599524 Morawski и соавт. описывают композицию лака для волос с 80%-ным и менее содержанием ЛОС. В обычную смолу для укладки волос добавляют пеногаситель для снижения поверхностного натяжения и для снижения пенообразования в лаках для волос аэрозольного и неаэрозольного типа. Данная композиция не имеет преимуществ по сравнению с обычными составами в отношении отслаивания, долгосрочности действия и устойчивости к влажности.
В патенте США №5501851 Mudge и соавт. описывают статистический сополимер бутилакрилата, метилметакрилата, гидроксиэтилакрилата и метакриловой кислоты для составов с низким содержанием ЛОС. Полимер диспергирован в эмульсии, что позволяет смыть его шампунем.
В настоящем изобретении описаны новые и улучшенные блок/разветвленные сополимеры и композиции для ухода за волосами, содержащие сополимеры, которые позволяют преодолеть упомянутые выше проблемы и другие недостатки.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение разработано в результате открытия того факта, что блок-сополимер, предназначенный для использования в композициях для укладки волос, может быть получен из ненасыщенных мономеров на основе этилена с использованием полифункционального органического мономера, содержащего по крайней мере две функциональные группы, или мономера для наращивания цепи, которые обладают значительным различием в реакционной способности функциональных групп, при этом образуется блок-сополимер АВ типа. Полифункциональный мономер полимеризуют с первым мономером или смесью мономеров с использованием функциональных групп с большей реакционной способностью, при этом получают первый блок или блок А. Второй мономер или смесь мономеров содержит по крайней мере одну карбоксильную группу и сополимеризуется с функциональной группой мономера для наращивания цепи с меньшей реакционной способностью, при этом получают второй блок или блок В. В результате образуется блок-сополимер, в котором блок А является более гидрофобным по сравнению с блоком В, и таким образом, сополимер содержит и гидрофобный и гидрофильный блоки, обладает множеством температур стеклования и характеризуется чрезвычайно уникальными свойствами в качестве композиций для укладки волос.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения композиции для укладки волос включают от приблизительно 1 до приблизительно 20 мас.% блок-сополимера по настоящему изобретению, а также от 20 до 99 мас.% воды и от 0 до 80 мас.% органического растворителя. Описан также способ приготовления композиции для укладки волос. Способ включает получение блок-сополимера АВ, содержащего гидрофобные и гидрофильные блоки, путем полимеризации полифункционального органического мономера(ов), содержащего(их) по крайней мере две функциональные группы, с первым ненасыщенным мономером(ами) на основе этилена с образованием блока А, и последующей полимеризацией второго ненасыщенного мономера(ов) на основе этилена, содержащего (их) по крайней мере одну карбоксильную группу, с блоком А с образованием блока В и сополимера, содержащего гидрофобные и гидрофильные блоки. Для получения композиций для укладки волос 1-20 мас.% блок-сополимера смешивают с 20-97 мас.% воды, от 0 до 80 мас.% органического растворителя, от 0 до 5 мас.% поверхностно-активного вещества (ПАВ) и кондиционирующих агентов, от 0 до 1 мас.% ароматизатора и других вспомогательных агентов.
Одним из преимуществ настоящего изобретения является возможность получения композиций для укладки волос с оптимальными рабочими характеристиками, такими как сохранение укладки при высокой влажности, сохранение завивки от опадания, восстановление укладки без повторного применения средства, способность увеличивать объем волос, липкость, прочность, отслаивание, смываемость с волос и другие субъективные свойства.
Другим преимуществом настоящего изобретения является возможность включения сополимеров по настоящему изобретению в водно-спиртовые составы для укладки волос, удовлетворяющие требованиям пониженного содержания ЛОС. Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в эффективности сополимеров в качестве агентов для укладки волос, которые могут быть использованы в многочисленных составах, включая аэрозольные спреи, муссы, гели, лосьоны для укладки и т.п.
Другим преимуществом настоящего изобретения является возможность использования сополимеров в ряде других областей техники, в которых требуется покровная композиция или пленкообразующий полимер, преимущества которых заключаются в содержании гидрофобных и гидрофильных блоков.
Перечень фигур чертежей и других материалов
На Фигурах 1 и 2 представлены результаты испытаний раствора сополимера на растекание по волосам.
На Фигурах 3-5 приведены результаты испытания на способность восстановления укладки при различной влажности воздуха.
На Фигуре 6 представлена фотография, демонстрирующая внешний вид волос.
На Фигуре 7 продемонстрировано повышение устойчивости укладки к влажности благодаря применению блок-сополимеров согласно изобретению.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для придания композициям для ухода за волосами требуемых свойств может быть получен блок/разветвленный сополимер А, характеризующийся по меньшей мере двумя различными температурами стеклования или перехода (Тст). Сополимер имеет блочную структуру, состоящую в основном из жесткого гидрофильного блока, который вносит вклад в высокую Тст, и мягкого более гидрофобного блока, который вносит вклад в низкую Тст. Гидрофобный блок образует блок А сополимера, в то время как гидрофильный блок образует блок В. Гидрофильный блок В и гидрофобный блок А придают сополимеру различные свойства. Мягкий гидрофобный блок А с низкой Тст характеризуется такими свойствами, как образование однородной прозрачной пленки на поверхности волос, обеспечивающей длительную сохранность укладки в условиях высокой влажности, кондиционирование и расчесываемость влажных волос, придание сухим волосам ощущения мягкости, прилипание к волосам без отслаивания, восстановление укладки при использовании щипцов для завивки. Жесткий гидрофильный блок с высокой Тст придает сополимеру следующие преимущества: легкость диспергирования сополимера в воде, спирте или их смесях, способность к жесткой фиксации волос при нанесении средства, легкость смываемости с волос и расчесываемость влажных волос с помощью расчески. Эти свойства могут быть адаптированы посредством изменения состава и длины блоков. В случае композиций для укладки волос и для фиксации укладки в качестве гидрофобного блока А предпочтительно используют полиакрилат, в то время как в качестве гидрофильных разветвленных блоков предпочтительно используют полимеры на основе метакриловых кислот или других полимеробразующих карбоновых кислот.
Общая структура сополимера по настоящему изобретению может быть представлена следующими двумя формулами:
Структура 2
где А означает мономер или мономеры первого блока, обозначенный в данном контексте как "блок А", и В означает мономер или мономеры второго блока, обозначенного в данном контексте как "блок В". Х означает агент разветвления цепи или многофункциональный мономер, используемый для соединения блоков А и В. В этих формулах п означает степень полимеризации блока А, т.е. число мономерных звеньев в блоке А. Величина n обычно составляет более 100. Буквы q и р означают степень полимеризации блока В, т.е. число мономерных звеньев в блоке В. Их сумма обычно составляет более 100. Величины q или р в отдельности могут равняться 0, но не оба одновременно. Прямая линия между двумя мономерами (А-А) означает ковалентную химическую связь.
Сополимеры по настоящему изобретению, как представлено на структурах 1 и 2 выше, являются блочными и могут образовывать трехмерную сетку. Существование двух блоков подтверждено данными дифференциальной сканирующей калориметрии сухих образцов полимера. Хорошо известно, что наличие по меньшей мере двух температур перехода, Тст, является однозначным указанием на блочный характер сополимеров, см., например, книгу "Contemporary Polymer Chemistry" ("Современная химия полимеров"), 2-е изд. под ред. Н. Allcock и F. Lampe, Гл. 17, Prentice Hall Publishers, 1990. Блоки А и блоки В ковалентно или химически соединены через агент разветвления цепи X.
Средняя молекулярная масса сополимера может достигать 1000000. Молекулярная масса предпочтительно составляет от 20000 до 400000 и наиболее предпочтительно от 50000 до 250000. Предпочтительная молекулярная масса блока А находится в диапазоне от 10000 до 150000, а молекулярная масса блока В находится в диапазоне от 1000 до 50000.
Таким образом, сополимеры по настоящему изобретению обладают уникальными свойствами, необходимыми для укладки волос и фиксации укладки, благодаря наличию мягких и жестких блоков. Блок А является мягким, более гидрофобным блоком с низкой Тст, а блок В является жестким гидрофильным блоком с высокой Тст. Кроме того, длина и состав блоков полимера могут быть изменены для улучшения специальных рабочих характеристик. Прежде всего, сополимеры по настоящему изобретению разработаны для долгосрочности сохранения укладки в условиях высокой влажности, придания волосам естественного внешнего вида, легкого расчесывания, пониженного отслаивания и отсутствия спутывания волос, а также для улучшенной способности к укладке волос и к восстановлению укладки. Упомянутые сополимеры обладают высокой способностью к пленкообразованию, хорошей растворимостью в воде и спирте или диспергируются и смываются водой и шампунем.
Для получения сополимера по настоящему изобретению используют двухстадийный процесс. Данную полимеризацию можно проводить в одном реакторе, не выделяя блоки А или В в качестве промежуточных соединений. На первой стадии получают блок А сополимера, а на второй стадии происходит присоединение блока В с образованием конечного сополимера. На первой стадии мономеры А, такие как акрилат, метакрилат или виниловый мономер, сополимеризуют с относительно небольшим количеством второго мономера-агента наращивания цепи X. Мономер Х содержит по меньшей мере две функциональные группы, способные к полимеризации. Реакционная способность функциональных групп такова, что первый мономер А предпочтительно взаимодействует с первой функциональной группой, при этом вторая функциональная группа практически не реагирует. Предпочтительный мономер Х содержит одновременно аллильную, акрилатную и метакрилатную группы, например, аллилметакрилат. Акрилатные и метакрилатные группы полимеризуются быстрее вследствие их более высокой реакционной способности по сравнению с аллильными группами. На первой стадии аллильные группы практически не реагируют.
Первый и второй мономеры взаимодействуют с образованием полимера. Полимер может быть линейным или разветвленным полиакрилатом с аллильными функциональными боковыми ответвлениями.
где R и R1 означают химические группы, описанные ниже, и где А означает включенный мономер А. Хотя на схеме показаны две структуры полимера, следует понимать, что могут быть получены комбинации двух структур, включая линейные и разветвленные участки.
На второй стадии добавляют мономеры В, такие как акриловый или метакриловый мономер, при этом они взаимодействуют с более медленно реагирующими вторыми функциональными группами полимера с образованием трехмерного разветвленного и блочного сополимера.
Разветвленный блок-сополимер
где R2 означает предпочтительно алкильную группу и В означает включенный мономер В. Таким образом, сополимер состоит из цепи, в основном содержащей мономеры А, и из ответвлений, в основном состоящих из мономеров В.
Данный способ не ограничивается получением на первой стадии гидрофобного мономерного блока с многофункциональным мономером, а на второй стадии гидрофильного блока В. Порядок добавления может быть изменен, что представляется очевидным специалистам в области полимеризации.
Блок В сополимера является гидрофильным блоком, в то время как блок А более гидрофобен по сравнению с блоком В. Гидрофобность блока А может быть изменена для придания особых свойств путем включения гидрофильных мономеров в таком соотношении, чтобы содержание гидрофильных мономеров составляло менее чем 60 мол.%.
Подходящие гидрофобные мономеры А включают в себя а) такие водонерастворимые соединения, чтобы менее 0,2 мас.% гидрофобного мономера растворялось в одной сотой массовой части воды при комнатной температуре, и б) ненасыщенные соединения на основе этилена.
Гидрофобные мономеры А предпочтительно содержат по крайней мере от 2 до 30 атомов углерода и наиболее предпочтительно боковые органические группы, такие как:
где R1 означает -Н1, -СН3, -CH2СН3, a R2 означает алифатическую углеводородную группу, содержащую по крайней мере 2 атома углерода, такую как С2-С10 алкилы и циклоалкилы, полиядерные ароматические углеводородные группы, такие как нафтилы, дифенилы, аценафтены, флуорены и т.п.; алкиларилы, в которых алкил содержит по меньшей мере один атом углерода, предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода; галоидалкилы, содержащие от 4 или более атомов углерода, предпочтительно перфторалкилы; полиалкиленокси группы, в которых алкилен является пропиленом или высшим алкиленом и содержит по крайней мере 1 алкиленокси группу на 1 гидрофобный остаток. Примеры гидрофобных мономеров включают высшие алкиловые сложные эфиры α, β-ненасыщенных карбоновых кислот на основе этилена, такие как метилакрилат, метилметакрилат, бутилакрилат, этилакрилат, октилакрилат, додецилакрилат, додецилметакрилат, тридецилакрилат, тридецилметакрилат, тетрадецилакрилат, тетрадецилметакрилат, октадецилакрилат, октадецилметакрилат, этиловый сложный полуфир малеинового ангидрида, диэтилмалеат и другие алкиловые сложные эфиры, полученные по реакции алканолов, содержащих от 2 до 20, предпочтительно от 2 до 8 атомов углерода, с ненасыщенными карбоновыми кислотами на основе этилена, такими как акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, фумаровая кислота, итаконовая кислота и аконитовая кислота; алкилариловые сложные эфиры ненасыщенных карбоновых кислот на основе этилена, такие как нонил-α-фенилакрилат, нонил-α-фенилметакрилат, додецил-α-фенилакрилат и додецил-α-фенилметакрилат; ненасыщенные N-алкиламиды на основе этилена, такие как N-бутилакриламид, трет-бутилакриламид, октилакриламид, N-октадецилакриламид, N-октадецилметакриламид, N,N-диоктилакриламид и их аналогичные производные; α-олефины, такие как октен-1, децен-1, додецен-1 и гексадецен-1; винилалкилаты, в которых алкил содержит по крайней мере 8 атомов углерода, такие как виниллаурат и винилстеарат; винилалкиловые простые эфиры, такие как додецилвиниловый эфир и гексадецилвиниловый эфир; N-виниламиды, такие как N-виниллаурамид и N-винилстеарамид; и аралкилстиролы, такие как трет-бутилстирол.
Другие подходящие мономеры А включают N-замещенные акриламиды или метакриламиды, замещенные алкильными радикалами, содержащими от 2 до 12 атомов углерода. Используемые акриламиды и метакриламиды включают N-этилакриламид, N-трет-октилакриламид, N-децилакриламид, N-додецилакриламид наряду с соответствующими метакриламидами.
Предпочтительными гидрофобными мономерами по сравнению с вышеупомянутыми являются алкиловые сложные эфиры акриловой кислоты, метакриловой кислоты, N-алкилакриламиды и N-алкилметакриламиды, в которых алкил содержит от 2 до 8 атомов углерода, и алкилстиролы, в которых алкил содержит от 4 до 8 атомов углерода, такие как трет-бутил. Наиболее предпочтительными мономерами А являются N-бутилакрилат, этилакрилат и 2-этилгексилакрилат.
Мономеры-разветвители цепи X, используемые в составе сополимера:
а) должны быть многофункциональными, т.е. должны содержать по крайней мере две реакционноспособные, полимеризующиеся, ненасыщенные функциональные группы,
б) должны содержать в одной молекуле соответствующую комбинацию по меньшей мере двух ненасыщенных функциональных групп, таких как винил, аллил, акрилат, метакрилат.
Предпочтительными мономерами-разветвителями цепи являются вещества, содержащие комбинацию быстро и медленно взаимодействующих ненасыщенных групп. Быстро взаимодействующие группы предпочтительно включаются в основную цепь полимера на первой стадии, а медленно взаимодействующие группы вступают в реакцию на второй стадии.
Агент-разветвитель цепи может иметь следующую структуру:
где n, m равны от 1 до 4, m+n>2
R1, R3 означает Н, алкил, содержащий от 1 до 22 атомов углерода, предпочтительно 1-3,
R2 означает алкилен, содержащий от 1 до 22 атомов углерода, циклоалкилен, содержащий от 3 до 6 атомов углерода, арилен, содержащий от 6 до 18 атомов углерода, алкарилен, содержащий от 7 до 24 атомов углерода,
-(СН2-СН2,-O)р-, где р равно 1-50,
-(СН2(СН3)-СН2-O)р-, где р равно 1-50,
амидо, сложный эфир, полиамидо, сложный полиэфир.
Реакционная способность одной из функциональных групп должна быть относительно ниже, чем реакционная способность другой. Ниже в Таблице 1 представлены соотношения реакционных способностей r1 и r2 для аллильных, акриловых и метакриловых функциональных групп, опубликованные в книге "Polymer Handbook" (Справочник по полимерам), Н. Immergut и J. Brandrup, 3-е издание, Interscience, 1989. Показано, что аллильные группы взаимодействуют в 3-10 раз медленнее, чем остальные группы.
Реакционная способность функциональных групп
Могут быть также использованы другие полифункциональные агенты-разветвители. Их выбор должен быть основан на относительной реакционной способности их полимеризующихся групп. Если реакционная способность функциональных групп практически совпадает, то в процессе полимеризации наблюдается тенденция к гелеобразованию. В этом случае образующийся полимер трудно извлечь из реактора.
Мономеры В являются гидрофильными или растворимыми в воде мономерами, их растворимость в воде является достаточной для образования по крайней мере 10 мас.%-ных водных растворов при растворении в воде, и они легко полимеризуются по механизму полиприсоединения с образованием водорастворимых полимеров. Мономеры В предпочтительно содержат по крайней мере одну доступную карбоксильную группу.
Например, гидрофильный мономер В, содержащий ненасыщенные амиды на основе этилена, имеет следующую химическую структуру:
где R1 означает -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил или циклоалкил; R2 и R3 означают -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил или циклоалкил; кислотную или солевую группу, такую как -SO3Н, -SO2М (где М означает металл) или их комбинацию; аминофункциональную группу, такую как:
или четвертичную аминогруппу, такую как:
где Y4, Y5, Y6, Y7 означают -Н, -СН3, -CH2-CH3, разветвленный или линейный алкил, арил, циклоалкил или их комбинации, X- означает кислотный радикал, такой как хлорид, бромид, сульфат, сульфонат, фосфат, метил или этилсульфонат, фосфат.
Примеры включают акриламид, метакриламид и фумарамид, а также их N-замещенные производные, такие как 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислота (АМПС), N-(диметиламинометил)акриламид, а также хлорид N - (триметиламмонииметил)акрил амида и хлорид N-(триметиламмонийпропил)метакриламида.
Другие ненасыщенные водорастворимые гетероциклические амиды на основе этилена имеют структуру:
где R означает алкиленовую группу, такую как -[СН2--]n, где n равно 1-4.
Примеры включают винилпирролидон (n=1), винилкапролактам (n=2).
Другие подходящие водорастворимые мономеры включают ненасыщенные карбоновые кислоты на основе этилена с общей структурой:
где R1 означает -Н, -СН3, -СН2CH3.
R2 означает -[CH2-]n, где n равно 1 -40, линейный или разветветвленный алкил,
циклоалкил, арил;
полиэтиленоксид, такой как -(CH2-CH2-O)p-, где р равно 1-50;
полипропиленоксид, такой как -(CH2(CH3)-CH2-O)p-, где р равно 1-50.
Примеры включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, итаконовую и фумаровую кислоты, виниларилсульфонаты, такие как винилбензилсульфонат, а также соли вышеупомянутых мономеров: ненасыщенных соединений четвертичного аммония на основе этилена, такие как хлорид винилбензилтриметиламмония, сульфоалкиловые эфиры ненасыщенных карбоновых кислот, такие как 2-сульфоэтилметакрилат, и аминоалкиловые эфиры ненасыщенных карбоновых кислот, такие как:
или их четвертичные соли:
где R1 означает -Н, -СН3, -CH2СН3;
R2 означает -[CH2-]n, где n равно 1-40, линейный или разветвленный алкил, циклоалкил, арил, полиэтиленоксид, такой как -(CH2-CH2-O)p-, где р равно 1-50, полипропиленоксид, такой как -(CH2(CH3)-CH2-O)p-, где р равно 1-50;
Y1, Y2, Y3 означают -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил, циклоалкил или их комбинации;
X- означает кислотный радикал, такой как хлорид, бромид, сульфат, сульфонат, фосфат, метил или этилсульфонат.
Примеры включают в себя 2-аминоэтилметакрилат, N,N-диметиламиноэтилметакрилат, N,N-диметиламиноэтилакрилат, 2-трет-бутиламиноэтилметакрилат, хлорид 2-триметиламмонийэтилметакрилата, хлорид 2-триметиламмонийэтилакрилата, виниламины, такие как винилпиридин и винилморфолин, диаллиламины и соединения диаллиламмония, такие как хлорид диаллилдиметиламмония.
Если мономер В является кислотным, то можно нейтрализовать образующийся сополимер путем взаимодействия с соответствующим основанием, чтобы сополимер обладал необходимым уровнем растворимости в воде. Например, сополимер может быть нейтрализован перед введением его в окончательную композицию для укладки волос, чтобы ее можно было удалить с волос простым смыванием водой. В другом случае, если сополимеры предварительно не нейтрализованы указанным способом, удаление композиции может быть легко осуществлено с использованием щелочного водного раствора, например мыла в воде.
Точное соотношение мономеров А и В не имеет решающего значения для растворимости. Сополимеры с высоким содержанием гидрофобного блока А могут быть растворены в воде путем изменения рН раствора.
Для того чтобы модифицировать или улучшить определенные свойства сополимера, например влагоустойчивость, способность к смыванию, и т.д., в качестве мономеров А и В могут быть использованы как отдельные мономеры, так и комбинации по меньшей мере двух мономеров.
Для получения сополимеров может быть использован любой из обычных известных в данной области техники способов полимеризации акриловых мономеров, таких как полимеризация в растворителе, суспензии, эмульсионная полимеризация или инверсионная эмульсионная полимеризация. Одним из предпочтительных методов получения сополимера является взаимодействие мономеров А, В и Х в подходящем растворителе. Инициатор, образующий свободные радикалы, добавляют в небольших количествах.
Подходящие свободнорадикальные инициаторы включают инициаторы азо- и пероксо-типа. Примерами азо-инициаторов являются азо-бис-диметилвалеронитрил, азо-бис-изобутиронитрил, азо-бис-метилбутиронитрил и другие, выпускаемые фирмами DuPont, Wilmington, DE под торговыми названиями VAZO, и фирмой WAKO Pure Chemical Industries, Richmond, VA под торговым названием V-40-V501. Примеры пероксо-инициаторов включают ди-трет-бутил пероксид, трет-бутилкумилпероксид, трет-бутилпероксипивалат, лаурилпероксид, кумолгидропероксид, этилгексилпероксодикарбонат, диизопропилпероксидикарбонат, 4-(трет-бутилпероксилпероксикарбонил)-3-гексил-6,7-(трет-бутилпероксикарбонил)гептилциклогексен (4-ТВРСН), кумолгидропероксид и трет-бутилпероксинеодеканоат, трет-бутилгидропероксид, бензоилпероксид и другие органические пероксиды, выпускаемые фирмами Elf Atochem North America, Inc., Philadelphia, PA под торговыми названиями Lupersol, Luperco, Lucidol и Luperox.
Инициатор предпочтительно добавляют в количестве приблизительно от 0,005 мол.% до 1 мол.% в расчете на общее количество мономеров в композиции. Предпочтительными инициаторами являются ди-трет-бутилпероксид, трет-бутилкумолпероксид, трет-бутилпероксипивалат, лаурилпероксид, кумолгидропероксид, этилгексилпероксодикарбонат, диизопропилпероксидикарбонат, 4-(трет-бутилпероксилпероксикарбонил)-3-гексил-6,7-(трет-бутилпероксикарбонил)гептилциклогексен, кумолгидропероксид и трет-бутилпероксинеодеканоат, трет-бутилгидропероксид, бензоилпероксид и их комбинации.
Полимеризацию можно проводить в различных растворителях, таких как спирты, простые эфиры, сложные эфиры, ароматические растворители, гликоли, гликолевые простые эфиры и гликолевые сложные эфиры. Предпочтительные растворители включают этиловый спирт, изопропиловый спирт, трет-бутиловый спирт, этилацетат, метилацетат, бутилацетат, бензол, толуол и хлористый метилен. Эти растворители могут быть также использованы в смеси с углеводородными растворителями, такими как гексан, циклогексан, уайт-спирит и т.д. Предпочтительным растворителем является смесь изопропилового спирта и воды.
Реакционный сосуд, содержащий растворитель, предпочтительно нагревают до подходящей для полимеризации температуры. Отмеренное количество мономеров А, В и Х добавляют в реакционный сосуд в виде смеси в течение нескольких часов. По выбору смесь мономеров изменяется в ходе реакции. Одновременно в реакционный сосуд добавляют инициатор, растворенный в дополнительной порции растворителя.
Полученный сополимер можно высушить и измельчить до порошкообразного состояния, или сополимер используют непосредственно в виде раствора.
Масса каждого мономера в смеси может изменяться в зависимости от требуемых свойств сополимера. В одном предпочтительном варианте воплощения изобретения содержание мономера А для блока А в сополимере составляет от приблизительно 28 до приблизительно 60 мас.% в расчете на массу смеси мономеров, мономера-разветвителя цепи Х - составляет от приблизительно 1 до приблизительно 1,5 мас.%, а содержание мономера В для блока В в сополимере составляет от приблизительно 38 до приблизительно 69 мас.% в расчете на массу мономерной смеси.
Сополимеры являются подходящими добавками для включения в составы для фиксации укладки волос, такие как лаки для волос аэрозольного и неаэрозольного типа, разбрызгиваемые смеси, гели, пены, муссы, кремы для укладки волос, составы для смягчения волос и т.д. Сополимер должен быть совместим с красителями и пигментами, подходящими для получения фиксирующих средств для окрашенных волос. Так как сополимеры растворимы в воде и в спиртовых смесях, они пригодны для получения фиксирующих средств для волос с пониженным содержанием летучих органических соединений (ЛОС). Сополимеры могут быть использованы для приготовления составов, содержащих 80, 55, 30% или менее ЛОС, и составов, не содержащих спирта.
Сополимер подходит также для изготовления шампуней, кондиционеров, ополаскивателей, жидкого мыла, твердого мыла, моющих средств, чистящих средств, освежителей воздуха в помещениях и т.п.
Сополимеры являются также подходящими добавками для изготовления кремов для кожи и волос, лосьонов, помады и мазей; медицинских мазей местного действия, кремов для защиты кожи, средств для удаления волос, кремов для бритья, лосьонов для рук и тела, туши для ресниц, солнцезащитных кремов и т.п.
Сополимеры находят также применение в качестве добавок при изготовлении средств для ухода за ногтями, таких как лак для ногтей на водной основе, средства для восстановления ногтей, защиты ногтей и т.п., так как полимер образует пленку, которая может быть удалена, благодаря наличию в полимере как гидрофобных, так и гидрофильных групп.
Сополимеры могут быть также эффективно использованы для изготовления фармацевтических составов, таких как кремы, помады, гели, зубные пасты, таблетки, гелевые капсулы, жидкости для клизм, рвотные средства, суппозитории, противогрибковые препараты в виде пен, композиции для доставки лекарственных средств, т.е. для доставки чрескожно активных компонентов на кожу или через нее, глазных капель, составов для удаления прыщей, местных обезболивающих средств и т.п.
Блок/разветвленные сополимеры могут найти широкое применение в тех случаях, когда необходимо наличие полимерных блоков, обладающих различными свойствами. Они могут быть использованы в качестве добавок при изготовлении косметических средств, имплантатов, покрытий для катетеров, трубок, составов против пота и дезодорантов, покрытий для медицинских устройств, перчаток, удаляемых защитных покрытий, перевязочных средств и т.п. Сополимеры могут быть использованы для изготовления составов для чернил, защитных смываемых покрытий для тканей, материалов, металлических экстракторов и т.п.
Полимеры по настоящему изобретению, прежде всего, обеспечивают комбинацию свойств: долгосрочное сохранение укладки волос при высокой влажности, естественного вида волос, легкого расчесывания волос, снижение отслаивания, спутывания волос, высокая способность к укладке волос и к восстановлению укладки. Сополимеры являются хорошими пленкообразователями, смываются водой и шампунем.
Составы, включающие сополимеры, могут быть получены из водных или водно-спиртовых растворов, дисперсий или эмульсий. Сополимеры могут быть растворены в воде, водно-спиртовых смесях или смесях воды и растворителей путем диспергирования сополимера в растворителе и изменения значения рН с помощью органического или неорганического основания в диапазоне рН от 3 до 12. Предпочтительными являются значения рН от 5,0 до 9,0. В этом диапазоне рН могут быть получены прозрачные водные растворы сополимера.
При приготовлении композиций для укладки волос, включающих сополимер, сополимер в порошкообразной или в жидкой форме смешивают с системой растворителей или с системой растворитель/газ-вытеснитель. Предпочтительное содержание сополимера составляет приблизительно 0,01-20 мас.% в расчете на общую массу композиции, более предпочтительно между 0,5-10 мас.% в расчете на общую массу композиции. Система растворителей предпочтительно включает в себя воду и органический растворитель. Подходящими органическими растворителями являются спирты, гликоли и кетоны, такие как этанол, изопропанол, ацетон, диоксиметан или метилэтилкетон, пропиленгликоль, гексиленгликоль и бутиленгликоль. Для композиций с низким содержанием ЛОС система растворителей предпочтительно содержит по крайней мере 20-50 мас.% воды и необязательно вплоть до 100% воды. Предпочтительно использование не более чем приблизительно 25 мас.% органического растворителя.
Составы для укладки волос могут быть в форме спрея аэрозольного или неаэрозольного типа, мусса, геля или лосьона для укладки волос. Композиции могут содержать до 60 мас.%, предпочтительно до 35 мас.%, сжиженных газов. Типичные газы-вытеснители включают в себя простые эфиры, сжатые газы, галогенированные углеводороды и углеводороды. Примерами газов-вытеснителей являются диметиловый эфир, сжатый азот, воздух или диоксид углерода, пропан, бутан и 1,1-дифторэтан. По выбору, растворитель действует в качестве газа-вытеснителя.
Композиции могут также содержать другие материалы или добавки, такие как ароматизаторы, консерванты, красители и другие пигменты, пластификаторы, эмульгаторы, кондиционеры, нейтрализующие агенты, вещества, придающие блеск, замасливатели, проникающие агенты, поглотители УФ излучения и т.п. Муссы по настоящему изобретению могут, кроме того, содержать от приблизительно 0,25 до 6 мас.%, предпочтительно от 0,25 до 3 мас.%, эмульгатора. Эмульгатор может быть неионным, катионным, анионным или амфотерным.
Добавки для составов
Примеры добавок, которые используют для получения средств по уходу за волосами, кожей и ногтями, включают следующие компоненты:
Кондиционирующие агенты. Согласно основному варианту воплощения настоящего изобретения композиция по настоящему изобретению также содержит от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 10 мас.%, прежде всего от приблизительно 0,5 мас.% до приблизительно 10 мас.% и предпочтительно от приблизительно 1,0 мас.% до приблизительно 5,0 мас.% нелетучего силиконового соединения или другого кондиционирующего агента(ов), предпочтительно нерастворимого в воде, образующего эмульсии кондиционирующего агента. Предпочтительным нелетучим силиконовым соединением является соединение полидиметилсилоксана, такое как смесь низкомолекулярного жидкого полидиметилсилоксана и высокомолекулярной полидиметилсилоксановой смолы в массовом отношении приблизительно 3:1. Нелетучее соединение полидиметилсилоксана добавляют к композиции по настоящему изобретению в количестве, достаточном для обеспечения улучшения расчесывания и мягкости волос. Упомянутые выше "силиконовые смолы" представляют собой нефункциональные силоксаны, вязкость которых составляет от приблизительно 5 до приблизительно 600000 мм2/с (5-600000 сСт) при 25°С.
Так называемые жесткие силиконы, как описано в патенте США №4902499, включенном в текст данного описания в качестве ссылки, характеризуются вязкостью приблизительно 600000 мм2/с (600000 сСт) при 20°С, например 700000 мм2/с (700000 сСт), и среднемассовой молекулярной массой, равной по крайней мере приблизительно 500000, и представлены следующей формулой:
Такие силиконы используют в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительные силиконовые смолы включают в себя линейные и разветвленные полидиметилсилоксаны. Силиконовые смолы, используемые в композиции по настоящему изобретению, выпускаются рядом различных фирм, таких как General Electric Company, Dow Corning и B.F. Goodrich.
Другие кондиционирующие агенты представляют собой так называемые "диметиконсополиолы", которые могут быть линейными или разветвленными, блок- или статистическими сополимерами. Диметиконсополиолы предпочтительно являются блок-сополимерами, содержащими один или более полисилоксановых блоков и один или более простых полиэфирных блоков, например, этиленоксида и пропиленоксида.
Массовое отношение этиленоксида (С2H4О) и пропиленоксида (С3Н8О) в диметиконсополиолах составляет предпочтительно от 100:0 до 35:65. Вязкость диметиконсополиолов, если их эффективность составляет 100% при 25°С, предпочтительно составляет от 100 до 4000 мм2/с (от 100 до 4000 сСт). Диметиконсополиолы выпускаются фирмами, перечисленными в справочнике "International Cosmetic Ingredients Dictionary" (Международный словарь косметических компонентов), 5 издание, 1993, CTFA федеральный округ Вашингтон.
Другим особо подходящим кондиционирующим агентом, который может быть включен в композицию по настоящему изобретению, является летучий углеводород, например углеводород, содержащий от приблизительно 10 до приблизительно 30 атомов углерода, обладающий летучестью, достаточной для медленного испарения с поверхности волос после нанесения средства для укладки аэрозольного или неаэрозольного типа. В основном, летучие углеводороды обеспечивают те же преимущества, что и силиконовые кондиционирующие агенты. Предпочтительным летучим углеводородным соединением является алифатический углеводород, содержащий от приблизительно 12 до приблизительно 24 атомов углерода и характеризующийся температурой кипения в диапазоне от приблизительно 100°С до приблизительно 300°С. Примерами летучих углеводородов, используемых в композициях по настоящему изобретению, являются выпускаемые фирмами соединения PERMETHYL 99A и PERMETHYL 101A, выпускаемые фирмами Permethyl Corporation, Frazer, Pennsylvania. Летучее углеводородное соединение используют в композиции по настоящему изобретению отдельно, в сочетании с другим летучим углеводородом или в сочетании с летучим силиконом. Примеры других подходящих водонерастворимых кондиционирующих агентов, которые могут быть включены в водные композиции для укладки волос аэрозольного или неаэрозольного типа по настоящему изобретению, включают в себя следующие вещества: сополимеры полисилоксана и простого полиэфира; сополимеры полисилоксана и ацетата полидиметилдиметиламмония; ацетилированные ланолиновые спирты; хлориды диметилдиалкиламмония; модифицированные хлориды алкилдиметилбензиламмония; оксид лаурилдиметиламина; хлорид стеарилдиметилбензиламмония; ланолиновый экстракт стерила и стероловых эфиров; концентрат ланолиновых спиртов; изопропиловый эфир ланолиновых жирных кислот; серонасыщенные концентраты аминокислот; изопропиловый эфир ланолиновых жирных кислот; хлорид стеарилдиметилбензиламмония; хлорид цетилтриметиламмония; хлорид олеилдиметилбензиламмония; олеиловый спирт; стеариловый спирт; хлорид стеарилдиметилбензиламмония; стеарамидопропилдиметилмиристилацетат; полиоловая жирная кислота; жирный амидоамин; хлорид гуарового гидроксипропилтримония; цетил/стеариловый спирт; кватернизованный белок; кератиновые производные белка; изостеарамидопропилдиметиламин; стеарамидопропилдиметиламин; бромид цетримония; бромид миртримония; хлорид стеаралкония; хлорид цетилтриметиламмония; хлорид лаурилпиридиния; фосфат трис(олигооксиэтил)алкиламмония; аминофункциональный силикон; хлорид лапирия; изопропиловый эфир ланолиновых кислот; этоксилированное (30) касторовое масло; ацетилированный ланолиновый спирт; жирная спиртовая фракция ланолина; смесь минерального масла и ланолинового спирта; высокомолекулярные сложные эфиры ланолина; кватерний-75; сополимер винилпирролидона и диметиламиноэтилметакрилата; хлорид алкилтриметиламмония; аддукт 5 моль этиленоксида и стерола из соевых бобов; аддукт 10 моль этиленоксида и стерола из соевых бобов; сложный эфир стеариновой кислоты и этоксилированного (20 моль) метилглюкозида; натриевая соль полигидроксикарбоновой кислоты; гидроксилированный ланолин; кокамидопропилдиметиламинлактат; кокамидопропилдиметиламинпропионат; кокамидопропилморфолинлактат; изостеарамидопропилдиметиламинлактат; изостеарамидопропилморфолинлактат; олеамидопропилдиметиламинлактат; линолеамидопропилдиметиламинлактат; стеарамидопропилдиметиламинлактат; смесь моностеарата этиленгликоля и моностеарата пропиленгликоля; стеарамидопропилдиметиламинлактат; ацетамид МЕА; лактамид МЕА; стеарамид МЕА; хлорид бегеналкония; смесь бегенилтриметиламмонийметосульфата и цетеариловых спиртов; цетеариловый спирт; хлорид изостеарамидопропалкония; хлорид линолеамидопропалкония; хлорид олеилдиметилбензиламмония; жирный имидазолинийметосульфат; хлорид стеарилдиметилбензиламмония; стеарилтримонийметосульфат; смесь этоксилированных и пропоксилированных спиртов с длинной цепью, стеарамидопропилдиметиламинлактат; полонитоминоксид; олеаминоксид; стеараминоксид; этилдимонийэтосульфат из бобов сои; хлорид гидроксипропилбислаурилдимония; хлорид гидроксипропилбисцетилдимония; хлорид гидроксипропилбисстеарилдимония; хлорид гидроксипропилбисбегениламмония; ретиноламидопропилэтилдимонийэтосульфат; хлорид олеалкония; хлорид стеаралкония; N-(3-изостеарамидопропил)-N,N-диметиламиногликолят; N-(3-изостеарамидопропил)-N,N-диметиламиноглюконат; гидролизованный кератин из животных источников; гидролизованный этилкератин из животных источников; хлорид стеариламмония; стеарамидоэтилдиэтиламин; кокамидопропилдиметиламин; лаурамидопропилдиметиламин; олеамидопропилдиметиламин; пальмитамидопропилдиметиламин; стеарамидопропилдиметиламинлактат; масло авокадо; сладкое миндальное масло; масло из виноградных косточек; масло хохоба; масло из абрикосовых косточек; кунжутное масло; гибридное сафлоровое масло; масло зародышей пшеницы; кокамидоаминлактат; рицинолеамидоаминлактат; стеарамидоаминлактат; стеараминоморфолинлактат; изостеарамидоаминлактат; изостеарамидоморфолинлактат; амидодиметиламинлактат из зародышей пшеницы; бегенамидопропилбетаин; рицинолеамидопропилбетаин; амидопропилдиметиламиноксид из зародышей пшеницы; изостеарамидо сульфосукцинат МЕА динатриевая соль; олеамид ПЭГ-2 сульфосукцинат динатриевая соль; олеамид МЕА сульфосукцинат динатриевая соль; рицинолеил МЕА сульфосукцинат динатриевая соль; сульфосукцинат амидо МЕА динатриевая соль из зародышей пшеницы; сульфосукцинат амидо ПЭГ-2 динатриевая соль из зародышей пшеницы; хлорид стеаралкония; хлорид стеарилдиметилбензиламмония; стеарамидоамин; стеарамидоморфолин; изостеарамидоамин; изостеарамидоморфолин; полиэтиленгликоль (400) моно- и дистеараты; синтетический силикат кальция; изостеарилалканоламид; этиловые эфиры гидролизованных белков из животных источников; смесь цетиловых и стеариловых спиртов с этоксилированными цетиловыми и стеариловыми спиртами; амидоамины; полиамидоамины; пальмитиламидобетаин; пропоксилированные (1-20 моль) ланолиновые спирты; изостеарамид DEA; и гидролизованный коллаген.
При включении по меньшей мере одного из указанных водонерастворимых кондиционирующих агентов в композицию по настоящему изобретению в количестве от приблизительно 0,5% до приблизительно 10% в расчете на общую массу композиции в нее может быть также добавлен суспензирующий агент для кондиционирующего агента в количестве от приблизительно 0,5% до приблизительно 10% в расчете на общую массу композиции. Тип суспензирующего агента не играет значительной роли и агент может быть выбран из любых известных материалов, обладающих свойствами суспендировать нерастворимые в воде жидкости. Подходящими суспензирующими агентами являются, например, дистеарилфталамовая кислота; жирные кислые алканоламиды; сложные эфиры полиолов и сахаров; полиэтиленгликоли; этоксилированные или пропоксилированные алкилфенолы; этоксилированные или пропоксилированные жирные спирты и продукты конденсации этиленоксида и амидов с длинными цепями. Эти суспензирующие агенты, как и большинство других, не перечисленных в данном контексте, хорошо известны и подробно описаны в данном уровне техники и литературе, например, в книге "McCutcheon's Detergents and Emulsifiers" ("Справочник по детергентам и эмульгаторам МакКутчена"), 1989 Annual, McCutcheon Division, MC Publishing Co. Неионный алканоламид может быть также по выбору включен в композицию для укладки волос в количестве от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 5 мас.%, которая содержит кондиционирующий агент, для обеспечения чрезвычайно стабильной эмульсии водонерастворимых кондиционирующих агентов, а также для обеспечения загущения и стабильности пены. Вместо алканоламидов могут быть использованы другие образующие суспензию и загущающие агенты, такие как альгинат натрия, гуаровая камедь; ксантановая камедь; аравийская камедь; производные целлюлозы, такие как метилцеллюлоза, гидроксибутилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза; различные синтетические полимерные загустители, например, производные полиакриловой кислоты. Подходящие алканоламиды включают в себя, без ограничения перечисленным, известные в данной области техники для получения средств по уходу за волосами соединения, такие каккокамидмоноэтаноламид (МЕА), кокамиддиэтаноламид (DEA), амид DEA из соевых бобов, лауриламид DEA, олеамидмоноизопропиламид (MIPA), стеарамид МЕА, миристамид МЕА, лаурамид МЕА, капрамид DEA, рицинолеамид DEA, миристамид DEA, стеарамид DEA, олеиламид DEA, жирный амид DEA, лаурамид MIPA, жирный амид МЕА, изостеарамид DEA, изостеарамид МЕА и их комбинации.
Нейтрализующие агенты. Для некоторых составов, таких как средства по уходу за волосами и кожей, необходимо нейтрализовать гидрофильный блок В сополимера для увеличения растворимости или диспергируемости, при этом нейтрализация в некоторых случаях может привести к увеличению жесткости (фиксации) составов для укладки волос. Нейтрализацию и увеличение солюбилизации осуществляют с использованием одного или нескольких неорганических оснований, без ограничения перечисленным, таких как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония и/или карбонат аммония. Используемыми для нейтрализации органическими основаниями являются первичные, вторичные и третичные амины и водорастворимые алканоламины, такие как моноэтаноламин (МЕА), диэтаноламин (DEA), триэтаноламин (TEA), 2-метил-2-амино-1-пропанол (АМР), 2-амино-2-метилпропанол и 2-амино-2-метил-1,3-пропандиол, соответственно 2-диметиламиноэтанол, N,N-диметилэтаноламин, 3-диметиламино-1-пропанол, 3-диметиламино-2-пропанол, 1-амино-2-пропанол и т.п., моноаминогликоли и т.п., которые способствуют солюбилизации полимера в водных растворах. Степень нейтрализации, необходимая для солюбилиации, изменяется в зависимости от конкретного полимера. Блок-сополимеры становятся растворимыми в воде и водно-спиртовых растворах, если степень нейтрализации составляет от 20 до 100% и во всех диапазонах рН, описанных для растворов вода/спирт/газ-вытеснитель. Значение рН этих растворов обычно находится в интервале от 4 до 12, в основном, от 5 до 8. Нижний уровень степени нейтрализации, необходимой для растворения в воде или диспергирования полимера, зависит от состава блок-сополимера и количества воды, спирта и газа-вытеснителя.
Аэрозольный газ-вытеснитель. Газом-вытеснителем, включенным в аэрозольные композиции по настоящему изобретению, может являться любой сжиженный газ, обычно применяемый для заполнения аэрозольных баллонов. Примеры веществ, которые могут быть использованы в качестве газов-вытеснителей, включают в себя: трихлорфторметан, дихлордифторметан, дихлортетрафторэтан, монохлордифторметан, трихлортрифторэтан, диметиловый эфир, пропан, н-бутан и изобутан, используемые отдельно или в смеси. Водорастворимые газы, такие как диметиловый эфир, диоксид углерода и/или закись азота, также могут быть использованы для получения аэрозолей, имеющих низкую воспламеняемость. Несмешивающиеся с водой жидкие газообразные углеводороды и галогенированные углеводороды, такие как пропан, бутан и хлорфторуглеводороды, могут быть эффективно использованы для доставки содержимого аэрозольного баллона без значительного снижения давления, которое наблюдается в случае других несмешивающихся газов. В данном случае не требуется оставлять пространство в верхней части баллона, так как сжиженный газ расположен в верхней части водной композиции и давление внутри баллона всегда соответствует давлению насыщенных паров углеводорода. Для доставки композиции из аэрозольного баллона могут быть использованы также другие нерастворимые сжатые газы, такие как азот, гелий и полностью фторированные оксетаны и оксепаны. Другие способы доставки описанной выше композиции для укладки включают накачиваемые распылители, все виды устройств типа "bag-in-can", системы образования диоксида углерода (CO2) in situ, компрессоры и т.п. Количество газа-вытеснителя определяется обычными факторами, хорошо известными в аэрозольной технике. В случае муссов количество газа-вытеснителя обычно составляет от приблизительно 3% до приблизительно 30% предпочтительно от приблизительно 5% до приблизительно 15% в расчете на массу композиции. Если в смеси с газом-вытеснителем, таким как диметиловый эфир, используется агент для уменьшения давления насыщенного пара (например трихлорэтан или дихлорметан), то при расчете массовых процентов количество агента, уменьшающего давление, включают в состав газа-вытеснителя.
Необязательные добавки. Композиции для укладки волос могут содержать множество других минорных компонентов по выбору, которые улучшают внешний эстетический вид композиции. Такие дополнительные компоненты хорошо известны специалистам в данной области техники, например дополнительные эмульгаторы, такие как анионные ПАВ (например, алкилсульфат натрия); консерванты, такие как бензиловый спирт, метилпарабен, пропилпарабениодпропенилбутилкарбамат, бензоат натрия, глутаровый альдегид и имидазолидинилмочевина; катионные эмульгаторы/кондиционеры, такие как хлоридцетилтриметиламмония, хлорид стеарилдиметилбензиламмония и хлорид ди(частично гидрогенизированный жирный)хлорид диметиламмония; модификаторы вязкости, такие как диэтаноламид длинноцепных жирных кислот, жирные спирты (например, цетеариловый спирт), хлорид натрия, сульфат натрия и этиловый спирт; регуляторы рН, такие как лимонная кислота, янтарная кислота, гидроксид натрия и триэтаноламин; красители, такие как любой краситель типа FD&C или D&C; агенты-окислители (для обесцвечивания), такие как пероксид водорода, пербораты и персульфаты; агенты-восстановители для волос, такие как тиогликолаты; парфюмерные масла; хелатирующие соединения, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота; и наряду с многочисленными прочими агентами, полимерные пластификаторы, такие как глицерин и пропиленгликоль. Такие материалы в основном используют по выбору в количестве от приблизительно 0,01% до приблизительно 19%, предпочтительно от приблизительно 0,5% до приблизительно 5% в расчете на общую массу композиции. Водные составы по настоящему изобретению могут содержать адъюванты, обычно используемые для получения средств аэрозольного типа, в количествах, которые обычно находятся в диапазоне от приблизительно 0,1 до 2 мас.% и предпочтительно от приблизительно 0,75 до 1 мас.%. Наряду с другими используемыми добавками могут быть включены пластификаторы, такие как гликоли, фталевые эфиры и глицерин, силиконы, мягчительные средства, замасливатели и проникающие агенты, такие как различные соединения ланолина, белковые гидролизаты и другие производные белков, аддукты этилена и полиоксиэтиленхолестерина, красители, оттеночные вещества и другие пигменты, ароматизаторы.
Композиции по настоящему изобретению могут включать в себя одну или несколько других фиксирующих смол. Примеры других фиксирующих смол для волос включают в себя синтетические полимеры, такие как полиакрилаты, поливинилы, сложные полиэфиры, полиуретаны, полиамиды и их смеси; полимеры из природных источников, такие как модифицированная целлюлоза, крахмал, гуар, ксантам, каррагенан и их смеси. Эти смолы могут обладать катионными, анионными, неионными, амфолитными или цвиттерионными свойствами. Они могут являться растворимыми, диспергируемыми или нерастворимыми в воде и водоспиртовых составах. Их температура стеклования Тст может находиться в интервале от -50 до 200°С.
К другому классу органосиликонов, которые могут быть предпочтительно включены в композиции для укладки волос по настоящему изобретению, относятся силиконовые смолы, которые являются неполярными силсесквиоксанами. Эти смолы образуют пленки и придают композиции улучшенные свойства в отношении повышенного отверждения и закрепления на волосах. Смолы силсесквиоксанов имеют формулу, выбранную из группы, включающей в себя
RSiO3/2
(RSiO3/2)w(R'R"SiO)x(SiO4/2)y
(RsiO3/2)w(R'R"SiO)x(SiO4/2)y(R3'"SiO)z
и их гидрокси, алкокси, арилокси и алкенокси производные, где R, R', R" и R'" выбирают из группы, включающей в себя алкил, алкенил, арил и алкиларил, содержащие от одного до двадцати атомов углерода; a w, х, у и z каждый означает целое число от нуля до приблизительно одной тысячи, при условии, что сумма целых чисел w и у должна составлять по крайней мере единицу.
Неполярные силсесквиоксановые силиконовые смолы, соответствующие всем общим формулам, приведенным выше, выпускаются фирмами Dow Corning Corporation, Midland, Michigan.
Эти неполярные силсесквиоксановые смолы могут быть включены в композиции для укладки волос, содержащие блок-сополимеры по настоящему изобретению, при условии, что растворитель, например этанол или любой другой подходящий растворитель, присутствует в композиции или в верхней части или в смеси с водой.
Органосиликоновые соединения присутствуют в смеси в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 50 мас.% в расчете на массу смеси. Органосиликоновое соединение присутствует в смеси предпочтительно в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 30 мас.% в расчете на массу всей смеси. Растворителем может служить вода, углеводород, спирт или смесь спирта с водой. В качестве других растворителей могут быть также использованы сверхкритические жидкости, такие как сверхкритические диоксид углерода и азот; летучие силиконы, включая линейные и циклические силоксаны; нелетучие углеводороды; и в некоторых случаях могут быть использованы водно-эмульсионные системы. Если растворителем служит углеводород, предпочтительно использовать такие вещества, как диметиловый эфир, сжиженный нефтяной газ, пропан и изобутан. В случае если растворителем является спирт, подходящими веществами являются метанол, этанол и изопропанол.
Один из примеров силсесквиоксанов может быть представлен следующей формулой:
Другой добавкой, которая может быть включена в настоящие композиции для укладки волос, является растворимое соединение, уменьшающее поверхностное натяжение. Этим соединением может являться любое растворимое соединение, уменьшающее поверхностное натяжение между композицией для укладки и газообразной атмосферой, расположенной над этой композицией. Термин "газообразная атмосфера" означает газ-вытеснитель или воздух. Растворимым веществом, уменьшающим поверхностное натяжение, может являться, например, пластификатор или ПАВ, содержащиеся в композиции для укладки волос. Растворимые соединения, уменьшающие поверхностное натяжение, включают в себя, например, диметиконсополиолы, пантенол, фторсодержащие ПАВ, глицерин РОЕ, PPG 28 Buteth 35, ПЭГ 75 ланолин, окстоксинол-9, ПЭГ-25 гидрогенизированное касторовое масло, полиэтиленгликоль 25 глицерилтриолеат, олет-3 фосфат, PPG-5-цетет-10 фосфат, ПЭГ-20 простой эфир метилглюкозы или глицерет-7-триацетат, глицерет-7-бензоат или их комбинации. Растворимые соединения, уменьшающие поверхностное натяжение, предпочтительно включают в себя диметиконсополиолы, пантенол, глицерет-7-бензоат или их комбинации.
Растворимое соединение, уменьшающее поверхностное натяжение, обычно включают в композиции для укладки волос с низким содержанием ЛОС и с низким содержанием гранул при концентрации от 0,01 до 1 мас.%, более предпочтительно при концентрации от 0,01 до 0,25 мас.% в расчете на общую массу композиции.
В качестве добавок используют также пластифицирующие соединения. Первый класс пластифицирующих соединений включает в себя растворимые сложные эфиры поликарбоновых кислот. Сложные эфиры поликарбоновых кислот содержат основную углеводородную цепь, содержащую от 3 до 12 атомов углерода и по меньшей мере 3 С1-С5алкилкарбоксилатные группы, присоединенные к ней. Подходящие сложные эфиры поликарбоновых кислот включают, например, триэтилцитрат, трибутилцитрат, триэтилфталат, трибутилфталат, трифенилфталат или их комбинацию. Сложные эфиры поликарбоновых кислот предпочтительно выбирают из ряда: триэтилцитрат, трибутилцитрат, трибутилфталат или их комбинации, и более предпочтительно выбирают из ряда: триэтилцитрат, трибутилцитрат или их комбинации. Пластифицирующие соединения предпочтительно добавляют в композиции для укладки волос для обеспечения конечной концентрации от 0,01 до 1,0 мас.%, более предпочтительно от 0,1 до 0,5 мас.% в расчете на общую массу композиции.
Состав может по выбору содержать по меньшей мере один неактивный адъювант в количестве от приблизительно 5 мас.% в расчете на общую массу композиции. Такие неактивные добавки включают в себя ингибитор коррозии, ПАВ, отвердитель пленки, агент для завивки волос, краситель, агент, придающий блеск, комплексообразующие соединения, консерванты и т.п. Типичные ингибиторы коррозии включают в себя борат метилэтиламина, борат метилизопропиламина, неорганические гидроксиды, такие как гидроксиды аммония, натрия и калия, нитрометан, диметилоксазолидин, 2-диметиламино-2-метил-1-пропанол и аминометилпропанол.
Носители и наполнители. Для получения композиций для косметических средств и средств по уходу за волосами обычно используют полярные растворители. Предпочтительно используют воду, гликоли и спирты. Спирт, применяемый в композиции по выбору, представляет собой алифатический одноатомный спирт с прямой или разветвленной цепью, содержащий от 2 до 4 атомов углерода. Предпочтительно используют изопропанол и, прежде всего, этанол. Концентрация спирта в композиции должна составлять менее чем приблизительно 40 мас.%, кроме того, неожиданно было показано, что указанная концентрация может быть снижена до 0% и составлять предпочтительно 0-30 мас.% и более предпочтительно 5-20 мас.%. Содержание некоторых спиртов составляет от приблизительно 2 мас.% до приблизительно 10 мас.%.
При получении композиции для укладки волос по настоящему изобретению сополимер по выбору нейтрализуют таким образом, чтобы от приблизительно 40 до 100 мол.% карбоксильных групп сополимера были нейтрализованы нейтрализующим агентом в системе растворителя, в котором основным растворителем является вода. Если степень нейтрализации составляет более 92%, то влагоустойчивость композиции для укладки волос значительно снижается.
Композиции для укладки волос, включающие в себя разветвленные блок-сополимеры, обладают необходимыми для таких композиций свойствами, такими как долговременное сохранение укладки в условиях высокой влажности, естественный вид волос, легкое расчесывание волос, пониженное слипание, пониженное отслаивание, удовлетворительная способность к укладке волос и восстановлению укладки, отсутствие эффекта разлетания волос и т.п.
В настоящем изобретении разработана композиция для ухода за волосами типа закачиваемого спрея с низким содержанием ЛОС, которую пользователь может нанести на волосы в виде тонкораспыленной дисперсии и которая быстро высыхает на волосах, обеспечивая улучшенную способность к снижению опадания завивки и к эффективному сохранению завивки. Композиция в основном содержит блок-сополимер по настоящему изобретению в качестве фиксирующего волосы полимера и смесь спирта, воды и диметоксиметана (DMM) в качестве сорастворителей. Такие составы могут быть получены в виде безводных смесей, а также в виде всех водных систем, в виде спреев для волос или муссов. Для этих целей предпочтительно использовать низкомолекулярные блок-сополимеры, а распыляемые капли должны иметь по возможности наименьший размер для достижения быстрого высыхания пленки. Блок-сополимеры по настоящему изобретению характеризуются чрезвычайно высокой эффективностью по сравнению с традиционными фиксирующими полимерами, т.к. такие блок-сополимеры подавляют опадание завивки в большей степени, чем другие полимеры, используемые в таких составах. Содержание полимера в качестве фиксатора волос в виде твердого вещества в композиции предпочтительно находится в диапазоне приблизительно 1-15%, содержание спирта приблизительно 50-70%, воды 10-30% и ДММ 10-30% в расчете на массу композиции.
Другие области применения полимеров по настоящему изобретению включают в себя адгезивы, очистители металлов, очистители нефтяных и газовых скважин, промежуточные производные консервантов, производство полистирола, очистители поверхностей, промышленные очистители, покрытия, промышленные покрытия, специальный ассортимент товаров и формирование изображения, жидкости для снятия красок, печатные краски, фоторезисторные композиции, окрашивающие/латексные системы, производство аккумуляторов, растворители и красители для волокон, ПАВ, смеси для обесцвечивания тканей, печатные платы, диспергирующие агенты, гелеобразователи, нефтехимическая промышленность и производство бумаги.
Следующие примеры представлены для иллюстрации способов получения сополимеров и композиций для укладки волос, а также уникальных свойств этих композиций для укладки волос без ограничения объема изобретения перечисленным.
Основной способ получения полимеров
Следующий способ был использован для получения ряда сополимеров. Чистый, сухой стеклянный реактор объемом 8 литров помещают в нагреваемую водяную баню и снабжают холодильником и перемешивающим устройством. В реактор загружают 1750 г растворителя, представляющего собой смесь 80% изопропилового спирта и 20% воды, и нагревают до температуры кипения растворителей (78-82°С). Первую порцию мономеров или сырья для формирования блока А, 1200 г н-бутилакрилата, 116 г метакриловой кислоты и 20 г удлинителя (разветвителя) цепи - аллилметакрилата, смешивают и подают с помощью дозирующего насоса в цилиндр, присоединенный к реактору через линию подачи сырья. 16,8 г инициатора трет-бутилпероксипивалата растворяют в 200 г растворителя и подают в другой цилиндр, также присоединенный к реактору с помощью дозирующего насоса.
После того как температура в реакторе достигнет температуры кипения растворителя, начинают процесс полимеризации. Первую порцию мономера равномерно подают в течение 1 ч, инициатор равномерно подают в течение 4 ч. После истечения первого часа в реактор равномерно в течение двух часов подают вторую порцию мономеров или сырья для формирования блока В: смесь 1053 г метакриловой кислоты и 10 г аллилметакрилата в качестве удлинителя (разветвителя) цепи. Суммарное время подачи мономера составляет 3 ч, а суммарное время подачи инициатора составляет 4 ч. После добавления всех компонентов реактор выдерживают при температуре кипения растворителей в течение еще 2 ч, а затем охлаждают до комнатной температуры. Полученная реакционная смесь содержит 50 мас.% твердых веществ.
Описанный выше способ был использован для получения сополимеров различного состава. Молекулярную массу (Mw) полимеров измеряют методом гель проникающей хроматографии (ГПХ). величину Тст полимеров измеряют методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). В таблице 2 приведены количества трех мономеров, использованных для получения каждого сополимера, причем приведены массы соединений в составе каждой из двух порций сырья и суммарные массы мономеров, добавленных в обе смеси. В таблице указано содержание твердых веществ в процентах, определенных при завершении реакции, для каждого из полученных сополимеров, а также приведены высокая и низкая температура стеклования и молекулярная масса сополимера. Сокращения, используемые в примерах:
nBA = н-бутилакрилат
AIIMA = Аллилметакрилат (разветвитель цепи)
АА = Акриловая кислота
МАА = Метакриловая кислота
EGDMA = Диметилакрилат этиленгликоля (разветвитель цепи)
Lup-11 = (инициатор) трет-бутилпероксипивалат (Lup-11 сокращение от
Lupersol-11, выпускается фирмой Atochem North America, Inc.)
IPA/H2O = (растворитель) смесь изопропиловый спирт/вода, 80/20 мас.%
Тст 1 = Низкая температура стеклования
Тст 2 = Высокая температура стеклования
ч. на 100 ч. мономера = частей на сто частей мономера
Mw = Среднемассовая молекулярная масса
Краткое описание примеров получения блок/разветвленного сополимера, характеризующегося двумя величинами Тст
Сополимеры, описанные в Примерах 1-3, были получены с использованием вышеописанной схемы. Блок А получают с использованием двух мономеров, а блок В сдержит только один мономер. Блок А является преимущественно гидрофобным, блок В гидрофильным и ионизуемым. Молекулярную массу (Mw) полимеров измеряют методом ГПХ. Тст полимеров измеряют методом ДСК.
Примеры, подтверждающие необходимость использования подходящего разветвителя цепи
Чтобы продемонстрировать блокструктуру полимера и необходимость использования подходящего разветвителя цепи, были получены блок-сополимеры, в которых блок А является гидрофобным водонерастворимым блоком, а блок В гидрофильным и ионизируемым. В Примерах 4 и 5 описано получение сополимеров аналогичным методом в отсутствии или присутствии аллилметакрилата, AIIMA (мономер-разветвитель цепи) соответственно. Гиброфобный блок согласно полимеру 4 после нейтрализации основанием до высоких значений рН не растворяется в воде. Полимер образует суспензию с разделенными фазами молочного цвета. Напротив, полимер, описанный в Примере 5, который содержит AIIMA, образует после нейтрализации основанием до рН 7,16 прозрачный водный раствор.
Смолу, описанную в Примере 6, получают с использованием этиленгликольдиметакрилата, EGDMA, бифункционального разветвителя цепи, функциональные группы которого характеризуются сопоставимой реакционной способностью. Полученный полимер является сильно сшитым и в процессе полимеризации образует твердую гелевую массу. Полимер невозможно выделить и исследовать. Напротив, полимер, описанный в Примере 5, полученный с использованием аллилметакрилата, в процессе полимеризации образует удобную для дальнейшей обработки вязкую жидкость.
Как видно из Таблицы 2, изменение состава мономеров позволяет получить препараты сополимеров с различной молекулярной массой и температурой стеклования, что позволяет модифицировать требуемые свойства композиций для укладки волос, содержащих сополимеры.
Примеры блок-сополимеров для композиций для укладки волос
Смола для укладки волос должна обладать рядом субъективных и объективных свойств, таких как легкость формирования завивки с использованием состава, способность к распылению, естественный внешний вид волос, способность к смыванию, способность сохранять завивку, быстрота высыхания и снижение липкости, совместимость со вспомогательными добавками композиции и т.п.
С помощью следующих примеров показано, что блок/разветвленные фиксирующие сополимеры с чрезвычайно высокими характеристиками могут быть получены путем варьирования гидрофильных и гидрофобных свойств блоков А и Б.
Следует обратить внимание на то, что при изменении соотношения гидрофильных и гидрофобных свойств блока А получают полимеры, растворимые в широком интервале рН. Полимеры, растворяющиеся при относительно низких рН, такие как полимеры, описанные в Примерах 8 и 10, могут быть использованы в качестве средств для фиксации волос. Полимеры, растворяющиеся при более высоких значениях рН, являются более подходящими для составов, в которых высокие значения рН являются предпочтительными, например средства для удаления волос, крема с лекарственными средствами и т.п.
Способность к распылению. Спреи для волос, как правило, получают на основе водно-спиртовых составов. Требуется, чтобы фиксирующая смола для волос образовывала составы с низкой вязкостью, которые могут быть получены в эстетичной форме в виде тонкораспыляемого спрея. Данные, представленные в Таблице 5, показывают, что блок/разветвленные сополимеры, описанные в Примерах 7, 8 и 9, обладают улучшенной способностью к распылению по сравнению с обычными спреями.
Естественный внешний вид волос. Ощущения, которые вызваны после покрытия волос фиксирующей смолой, исключительно важны. Используемые в настоящее время полимеры приводят к тому, что волосы становятся шуршащими, сухими, липкими, сальными и т.п. Данные, приведенные в Таблице 5, показывают, что сополимеры 7, 8 и 9 обладают превосходными свойствами в отношении внешнего вида волос, которые остаются мягкими и естественными.
Липкость. Большинство используемых в настоящее время фиксирующих полимеров обладают свойствами поглощать влагу и вследствие этого становиться липкими. Следует отметить, что сополимеры 7, 8 и 9 обладают низкой липкостью.
Отслаивание. Фиксирующие полимеры после высушивания волос и причесывания характеризуются высоким уровнем хлопьеобразования, создавая впечатление наличия перхоти. Сополимеры 7, 8 и Охарактеризуются наименьшим уровнем отслаивания.
(Субъективные свойства определяют непосредственно на прядях волос. Оценка 1 означает самые плохие свойства, оценка 10 - наилучшие свойства)
*** Lovocryl, Luv - торговые названия полимеров, выпускаемых фирмой BASF
Важным свойством, которым должен также обладать фиксирующий полимер, является способность фиксировать укладку в атмосфере с относительно высокой влажностью, т.е. сохранение завивки. Способность сополимеров по настоящему изобретению к сохранению завивки измеряют и сравнивают с рядом используемых в настоящее время полимеров для фиксации волос.
Метод оценки способности к сохранению завивки. 0,05 г смолы, растворенной в водно-спиртовой смеси, наносят и равномерно распределяют на образцах чистых волос весом 2 г, длиной 15,24 см. Образцы накручивают на бигуди, высушивают и выдерживают в течение ночи. Образцы подвешивают во влажной камере при температуре 27°С и относительной влажности 90%.
Сохранение завивки регистрируют как функцию от времени и рассчитывают по следующему уравнению:
(Д-Д(в)/Д-Д(о))х100 =% сохранения завивки где:
Д - длина полностью выпрямленных волос, Д(о) - длина волос перед выдерживанием при высокой влажности, Д(в) -длина волос после выдерживания в течение времени в.
Как показано в Таблице 5, способность к сохранению завивки для блок/разветвленных сополимеров, полученных согласно Примерам 8, 9 и 10, значительно выше, чем для большинства фиксирующих полимеров, используемых в настоящее время.
В Таблице 6 показаны свойства блок-сополимеров, полученных согласно Примерам 11 и 12, в которых блок А включает в себя 2-этилгексакрилат (2-ЕНА) и этилакрилат (ЕА) соответственно.
Композиции для укладки волос с низким содержанием ЛОС получают с использованием сополимеров, описанных в Примере 2. Композиции содержат 3-5 мас.% смолы, содержащей 60 мас.% одного из сополимеров, указанных в Таблице 2, систему растворителей, включающую в себя этанол и воду, и ПАВ, АМП-95. Содержание ЛОС во всех композициях составляет 50 мас.%. В Таблице 7 приведены компоненты композиций и суммированы субъективные свойства. По сравнению с широко применяемыми в настоящее время составами для укладки волос композиции характеризуются улучшенными свойствами. Улучшенные свойства определяют по одному или более из следующих показателей: сохранение укладки при высокой влажности, естественный внешний вид, легкость расчесывания, пониженное отслаивание, удовлетворительная способность к укладке волос и восстановлению укладки.
Композиции для укладки волос, содержащие 50% ЛОС
Композиция А
Образцы волос обрызгивают или на них наносят композиции для укладки волос, приведенные в Таблице 7. Образцы исследуют на устойчивость к влажности, выражая ее в % опадания укладки в процентах (по отношению к длине полностью распрямленных волос). Определяют также субъективные свойства композиций, т.е. естественный внешний вид, легкость расчесывания устойчивость к отслаиванию и способность к укладке волос/восстановлению укладки по шкале от 1 до 10, где число 10 означает оптимальные свойства. В Таблице 8 приведены указанные характеристики для четырех композиций перечисленных в Таблице 7.
Способность композиций, содержащих сополимер, к укладке волос
Как видно из Таблицы 8, все композиции характеризуются улучшенными свойствами выше средних в отношении естественного внешнего вида, легкости расчесывания, устойчивости к отслаиванию и способности к укладке/восстановлению укладки. В случае композиций для укладки волос с использованием тех же самых полимеров (композиция А и В или С и D) эти характеристики были оценены как равные для композиций с более низкой концентрацией смолы (3%) и композиций с более высокой концентрацией смолы (5%) за тем исключением, что при более низких концентрациях смолы наблюдается несколько улучшенная устойчивость к отслаиванию. Влагоустойчивость при более высоких концентрациях смолы увеличивается.
Примеры композиций аэрозольного типа для фиксации волос с пониженным содержанием ЛОС
Пример Е. Средство для укладки волос аэрозольного типа, содержащее 55% ЛОС, с использованием диметилового эфира
Компоненты 1-4 смешивают в емкости до образования прозрачного раствора. Указанный состав помещают в аэрозольный баллончикдля укладки волос. Баллончик закрывают при помощи стандартной аэрозольной насадки. Баллончик заполняют компонентом 5 под давлением. При использовании баллончика получают прекрасный образец спрея очень тонкого распыления.
Пример F. Средство для укладки волос аэрозольного типа, содержащего 55% ЛОС, с использованием газа-вытеснителя 152А
Компоненты 1-4 смешивают в емкости до оюразования прозрачного раствора. Указанный состав помещают в аэрозольный баллончик для укладки волос. Баллончик закрывают с использованием стандартной аэрозольной насадки. Баллончик заполняют компонентом 4 под давлением. При использовании баллончика получают прекрасный образец спрея очень тонкого распыления.
Пример G. Мусс для укладки волос
Компоненты 1-3 смешивают в емкости до образования прозрачного раствора. Эту композицию помещают в аэрозольный баллончик для мусса. Баллончик закрывают с использованием аэрозольной насадки. Баллончик заполняют компонентом 4 под давлением. При использовании баллончика получают густую кремообразную пену.
Следующие примеры приведены для иллюстрации области применения образующих пленку сополимеров по настоящему изобретению:
Гель для ультразвуковой диагностики
Загуститель Carbomer 0,5%
Полимер, описанный в Примере 7, 2,0%
NaOH 0,25%
Глицерин 5,0%, вода + консервант до 100%
Мазь, содержащая оксид цинка
Полимер, описанный в Примере 10, 1,2%
Триэтаноламин 1,0%
Оксид цинка 14,0%, вода + консервант до 100%
Полироль для мебели
Полимер, описанный в Примере 10, 1,0%
Эмульсия силиконового масла (концентрация 30%) 5,0%
Эмульсия карнубского воска (концентрация 20%) 3,0%, вода до 100%
Домашнее чистящее средство
Полимер, описанный в Примере 10, 1,5%
Триэтаноламин 1,3%
Изопропиловый спирт 10,0%
Нонилфенол 10,0% + этиленоксида 10 моль, вода до 100%
Крем на основе воды в масле
Полимер, описанный в Примере 10, 0,5%
Моноэтаноламин 0,1%
Сесквиизостеарат диглицерина 3,5%
Твердый парафин 10,0%
Цетиловый спирт 5,0%
Микрокристаллический парафин 2,2%
Парфюмерное масло 0,2%, вода + консервант до 100%
Гель после бритья
Полимер, описанный в Примере 10, 1,1%
Моноэтаноламин 0,4%
Этиловый спирт 35,0%
Ментол 0,1%, вода + консервант до 100%
Шампунь для волос
Полимер, описанный в Примере 10, 0,5%
Триэтаноламин 0,6%
Спирт кокосового масла 12,0% + этиленоксид 10 моль
Парфюмерное масло 0,1%, вода + консервант до 100%
Дезинфицирующее средство для рук
Полимер, описанный в Примере 10, 1,0%
Этиловый спирт 65%
Карбопол 1,5%
Триэтаноламин 1,4%
Парфюмерное масло 0,1%, вода + консервант до 100%
Жидкая эмульсия на основе масла в воде
Полимер, описанный в Примере 10, 0,5%
NAOH 0,2%
Изопропиловый эфир пальмитиновой кислоты 5,0%
Парафиновое масло 5,0%
Диглицеринстеарат 5,1% + этиленоксида 4 моль
Парфюмерное масло 0,1%, вода + консервант до 100%
Крем на основе воды в масле
Полимер, описанный в Примере 10, 0,7%
АМП-95 0,6%
Вазелин 5,0%
Соевое масло 5,2%
Глицеринмоностеарат 3,0%
Тристеарилтетрагликолевый эфир ортофосфорной кислоты 3,0%, вода + консервант до 100%
Жидкая эмульсия из воды в масле
Полимер, описанный в Примере 10, 0,5%
Гидроксид аммония (концентрация 10%) 0,6%
Гидрогенизированное касторовое масло 3,0% + этиленоксид 7 моль
Полиглицерил-2-сесквистеарат 2,0%
Пчелиный воск 1,0%
Минеральное масло 1,0%
Стеарат магния 0,5%
Монтанат алюминия 0,5%
Изопропиловый эфир пальмитиновой кислоты 10,0%
Пергидросквален 15,%, вода + консервант до 100%
Композиции для укладки волос по настоящему изобретению, содержащие блок-сополимеры с уникальными свойствами, описанные выше, при испытании на волосах характеризуются чрезвычайно высокими текучестью или растеканием (впитыванием). Чрезвычайно высокая текучесть вызывает также эффект выравнивания, который в некоторых условиях может повысить блеск, как, например, в случае поврежденных волос. Это свойство демонстрируют при помощи описанного ниже испытания на растекание.
МЕТОД ИСПЫТАНИЙ НА РАСТЕКАНИЕ
Использованное оборудование:
Весы Mettler AE 260 Delta Range®
IBM-совместимый персональный компьютер
Приспособление для закрепления волос на чашке весов
Полка для хранения растворов
Использованное программное обеспечение:
Mettler BalanceLink версия 2,0
®Mettler-Toledo AG 1994
CH-8606 Greifensee, Швейцария
Обработка данных:
Команда посылать данные каждые 10 сек
Серийный порт СОМ1, скорость двоичной передачи в бодах 2400
Данные нормализуют по массе волос
Принадлежности:
Трубки для удерживания прядей (длина 120 ± 0,5 мм)(диаметр 7,5 мм)
Трубки имеют продольную прорезь, что позволяет поместить двойную прядь
Химический стакан объемом 100 мл Пирекс №1000 (диаметр 47 мм)
Образцы для испытаний:
Завитые волосы длиной 180 мм европейского типа каштанового цвета, закрепленные на металлической ленте
Двойные пряди для получения объема волос (чтобы заполнить трубку) Растворы для экспериментов
Методика испытаний.
Перед испытанием пряди нумеруют и взвешивают. Пряди помещают в трубку таким образом, чтобы кончики волос были на уровне нижней части трубки. К волосам прикрепляют зажим. Весы устанавливают на ноль без нагрузки. Волосы помещают на приспособление, установленное на чашке весов, и весы устанавливают на ноль с учетом веса волос. Пряди снимают с весов и в стакан объемом 100 мл, установленный на поддон над чашкой весов, помещают 60 мл исследуемого раствора. В программе задают название файла и запускают сбор данных. После того как на экране появится первая точка, прядь помещают на приспособление, установленное на чашке весов таким образом, чтобы пластиковая трубка с волосами была погружена в раствор. Результаты регистрируют каждые 10 секунд до тех пор, пока величина поглощения не достигнет равновесного состояния.
Результаты испытаний на растекание.
Для определения массы воды и растворов полимера, поглощенных прядью, используют описанную выше методику, дистиллированную воду и 1, 3 и 5%-ные водные растворы сополимера, описанного в Примере 8. На Фиг.1 представлены результаты испытаний на растекание в виде графика зависимости количества жидкого материала, поглощенного испытуемой прядью за указанный период времени в секундах. Более подробно, на Фиг.1 показано, что водный раствор полимера, описанного в Примере 8 (1, 3 и 5%-ный полимер в водном растворе), впитывается прядью значительно быстрее и в большем количестве, чем дистиллированная вода.
На Фиг.2 представлен график, аналогичный Фиг.1, на котором показано, что 3%-ный водный раствор полимера, описанного в Примере 8, впитывается прядью значительно быстрее и в большем количестве (на 30% больше), по сравнению с тем же количеством (3%) водного раствора поливинилпирролидона (ПВП).
Композиции для укладки волос, полученные с использованием стандартных полимеров, в основном характеризуются недостатками в отношении способности к восстановлению укладки, прежде всего при высокой влажности. Эффективность блок-сополимеров по настоящему изобретению проявляется прежде всего в таких неблагоприятных условиях. Такая неожиданно высокая эффективность показана по сравнению с полимерами ПВП и ПВП/ВА. Результаты приведены на Фиг.3 - 5, на которых данные приведены в графической форме и получены с использованием описанной ниже методики испытания.
ИСПЫТАНИЕ НА СПОСОБНОСТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ УКЛАДКИ
Анализатор структуры поверхности (ТА Texture Analyser) помещают во влажную камеру и проводят испытание по методу с использованием омега-петли (Omega Loop) на чистых волосах каштанового цвета европейского типа с использованием ПВП (поливинилпирролидона), ПВП/ВА (поливинилпирролидон/винилацетата) и полимера, описанного в Примере 8. Этот метод испытаний описан более подробно в статье J. Jachowicz и К. Yao.
Волосы обрабатывают приблизительно 0,1 г 5%-ного водного раствора каждого полимера, который наносят на влажные волосы при помощи микрошприца и перед исследованием сушат. Пряди волос выдерживают в окружающей среде при относительной влажности воздуха приблизительно 50% и температуре 25°С. Испытания проводят при относительной влажности 50, 60, 70 и 80% и температуре 25°С. После испытаний пряди снова завивают путем увлажнения и повторной завивки на стержне диаметром 2,54 см. Для формирования завивки пряди выдерживают в течение ночи во влажной камере при температуре 25°С и при каждом из указанных значений относительной влажности.
Проводят стандартное испытание в течение 1 ч, сжимая одну омега-петлю на 1 мм после исходного контакта. В компьютере происходит сбор данных со скоростью в среднем 4,8 точек в секунду. Для расчета максимальной нагрузки напряжение перемещается вдоль всего образца, а затем полученные данные импортируются в таблицу данных программы Excel. Петли волос, покрытые водными растворами полимеров ПВП и ПВП/ВА, полностью деформируются, в то время как петля, содержащая полимер, описанный в Примере 8, сохраняет по крайней мере часть своих фиксирующих свойств.
На приведенных ниже Фиг.3, 4 и 5 показано напряжение, необходимое в начале испытаний (время - 0 сек) для деформации петель волос на 8 мм (30%-ная деформация диаметра петли), а затем по мере продолжения испытаний на каждой кривой наблюдается снижение необходимого напряжения. Деформацию петли повторяют 5-6 раз в минуту и для каждой петли регистрируют максимальное напряжение и переносят его в таблицу Excel. Чем выше начальное напряжение, тем более жесткой является фиксация. Крутое начальное снижение кривой означает, что связи полимера, фиксирующего определенную форму волос, быстро разрушаются. Постепенное снижение кривой означает, что разрушение связей происходит медленно.
На Фиг.3 представлены данные исходного испытания при 70%-ной относительной влажности воздуха. Затем пряди волос подвергают повторной завивке, как описано выше, и на Фиг.4 приведено повторение испытаний при относительной влажности 70%. Затем пряди волос укладывают снова, и испытание повторяют при относительной влажности 80%. На Фиг.5 приведены результаты испытаний после выдерживания при относительной влажности 80%.
После исходного испытания, результаты которого приведены на Фиг.3, описанные выше испытания повторяют после того, как волосы подвергают повторной завивке с использованием воды и стержней, покрытых тефлоном.
После проведения испытания, представленного на Фиг.4, проводят следующие испытания на тех же петлях волос, вновь распрямленных с помощью воды и накрученных на стержень. Влажность повышают до 80%, температуру поддерживают при 25°С. Результаты этих испытаний приведены на Фиг.5.
На Фиг.3, 4 и 5 представлены сравнительные данные зависимости максимального напряжения от времени для петель из чистых волос каштанового цвета, обработанных поливинилпирролидоном (кривая А), полимером, описанным в Примере 8, (кривая В) и сополимером винилпирролидона и винилацетата (кривая С). Во всех случаях на петлю волос равномерно наносят 0,09 г 5%-ного раствора каждого полимера.
Кривые на приведенных выше фигурах позволяют получить следующую информацию:
1) Для одного и того же количества полимера смола ПВП характеризуется наиболее жесткой фиксацией; смола, описанная в Примере 8, несколько более мягкой фиксацией; смола ПВП/ВА самой мягкой фиксацией.
2) На Фиг.3 и 4 показано, что как ПВП, так и смола, описанная в Примере 8, при относительной влажности 70% обладают аналогичной способностью к восстановлению укладки, однако смола ПВП/ВА обладает низкой способностью к восстановлению укладки.
3) На Фиг.5 показано, что после повторной укладки петель волос при относительной влажности 80% в случае ПВП наблюдается значительное снижение способности к восстановлению укладки по сравнению со смолой, описанной в Примере 8, а в случае ПВП/ВА наблюдается практически полная утрата указанной способности.
4) Следует отметить, что показанная на Фиг.4 кривая, относящаяся к ПВП/ВА, имеет небольшой второй перегиб в районе 1500 сек, а показанная на Фиг.5 кривая, относящаяся к ПВП, имеет значительно более выраженный перегиб также в районе 1500 сек. Эти данные свидетельствуют о том, что в этой точке завиток (петля) деформирован, разделен на части в тангенциальном направлении к приложенному напряжению. Такой эффект легко наблюдать, так как в петле имеется один или несколько переломов, и волосы разделяются на несколько частей со значительными открытыми участками между ними. Петля волос, обработанная смолой, описанной в Примере 8, имеет переломы, но сохраняет недеформированный завиток в основном такой же формы, как в начале испытания.
После завершения испытаний, результаты которых приведены на Фиг.5, внешний вид волос показан на фотографии (Фиг.6).
Композиция для укладки волос по настоящему изобретению, содержащая блок-сополимеры с уникальными свойствами, описанными выше, обладает высокой эффективностью, что позволяет потребителю повторно укладывать волосы и восстанавливать фиксацию укладки в течение нескольких часов после первого нанесения без необходимости повторно наносить композицию на волосы. Единственным необходимым действием является нанесение на волосы небольшого количества воды, например, опрыскиванием, а затем повторная укладка волос при помощи щипцов для завивки, фена или бигуди, а затем расчесывание волос. Такая способность к восстановлению укладки в течение нескольких часов без необходимости повторного нанесения на волосы дополнительного количества средства совсем не свойственна другим продуктам. Способность к восстановлению укладки можно продемонстрировать путем повторного определения устойчивости к влажности и при помощи анализатора структуры поверхности (Texture Analyzer).
Улучшенная текучесть на волосах для водных растворов сополимера, описанного в Примере 8, позволяет предположить, что волосы будут казаться более объемными, если на них нанести большее количество полимера. В свою очередь, это придает волосам вид более толстых и объемных. Это свойство демонстрируют с помощью следующей методики увеличения объема волос.
ИЗМЕРЕНИЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЛОС
Использованное оборудование:
Анализатор структуры поверхности (Texture Analyzer)
Зажим для увеличения объема (кольцо 10 мм)
Использованное программное обеспечение:
Версия 1.17
Метод испытания HVT
Параметры испытания:
Динамометрический элемент на 2 кг
Напряжение в граммах, расстояние в мм
Скорость испытания 4 мм/мин
Подготовка образца:
Завитые волосы длиной 180 мм европейского типа каштанового цвета на металлической ленте;
Двойные пряди, используемые для увеличения объема волос (продевают в зажим);
1 г исследуемого раствора полимера наносят на волосы, позволяют растекаться по волосам, расчесывают три раза расческой с зубцами среднего размера и волосы сушат в течение ночи;
перед тестированием расчесывают семь раз расческой с зубцами среднего размера.
Методика тестирования:
Волосы закрепляют в верхнем зажиме путем затягивания регулировочной головки барабанного типа и контролируют выравнивание пряди и зажима для увеличения объема. Начинают испытание. Когда образец освобождают от зажима для увеличения объема, верхний ползун останавливают. Образец вынимают и ползун возвращают в исходное положение. Затем образец снова загружают и процедуру испытания повторяют до тех пор, пока для каждой пряди с каждым испытуемым соединением не будет получено пять кривых. Образцы тестируют при комнатной температуре.
В приведенной ниже Таблице 9 показано, что полимер, полученный согласно Примеру 8, значительно увеличивает напряжение, необходимое для расчесывания волос, что свидетельствует об увеличении объема волос.
УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА ВОЛОС
Увлажнители представляют собой другой класс добавок, которые могут быть использованы в составах для волос по настоящему изобретению. Увлажнители хорошо известны в данной области техники и представляют собой многоатомные спирты, такие как глицерин, сорбит, пропиленгликоль и т.п. В основном увлажнители оказывают негативное влияние на составы для укладки волос, содержащие использующиеся в предшествующем уровне техники полимеры, т.к. увлажнитель снижает способность к сохранению завивки в условиях высокой влажности. Неожиданно было обнаружено, что в случае применения блок-сополимеров по настоящему изобретению устойчивость к влажности значительно повышается. Этот эффект можно наблюдать на Фиг.7.
Композиции, приведенные в Таблице 10, используют в описанных ниже испытаниях на способность к сохранению завивки:
Для описанных ниже испытаний используют образцы волос весом 1,6 г, длиной 15 см, шириной 2,5 см и плоские пряди закрепляют металлическими скобками.
Каждый состав для укладки волос по каплям наносят вдоль пряди волос по 0,8 г каждого состава, расчесывают и выдерживают на стержне диаметром 1,3 см. После формирования завивки при комнатной температуре в течение приблизительно 24 ч пряди выдерживают при 90%-ной относительной влажности и 25°С. Степень сохранения завивки определяют следующим образом.
На Фиг.7 представлен график сохранения завивки в процентах после их выдерживания в течение указанного промежутка времени при 90%-ной относительной влажности. Степень сохранения завивки ниже 75% считают неудовлетворительной. Кривая А относится к составу с полимером, описанным в Примере 8, содержащему 1,00% глицерина (см. четвертый столбец Таблицы 10). Кривая В относится к составу с полимером, описанным в Примере 8 (см. третий столбец Таблицы 10). Кривая С относится к составу с поливинилпирролидоном (ПВП) (см. первый столбец Таблицы 10). Кривая D относится к композиции со смесью винилпирролидон/винилацетат(ПВП/ВА) (см. второй столбец Таблицы 10).
Различные кривые на приведенной выше Фиг.7 свидетельствуют о том, что волосы, покрытые составом, содержащим полимер согласно Примеру 8, сохраняют завивку на 50% через 8 ч, тогда как волосы, покрытые составом с сополимером ПВП/ВА, сохраняют завивку через 2 ч лишь на 15%, а волосы, покрытые составом, содержащим полимер ПВП, сохраняют завивку через 3 ч на 15%. Неожиданно было показано, что композиция, содержащая полимер, описанный в Примере 8, и 1% глицерина, даже через 8 ч при относительной влажности воздуха 90% сохраняет завивку на 70%.
Очищающие свойства. Блок-сополимеры по настоящему изобретению обладают также исключительно полезными качествами в композициях шампуней, гелей для мытья и мылах. Составы шампуней в первую очередь должны обеспечивать высокую очищающую эффективность, в основном для удаления жиров и грязи с волос. Для этого необходимо добавить значительное количество по меньшей мере одного ПАВ, хелатирующих агентов и стабилизаторов пены. Могут быть использованы анионные, катионные или амфотерные ПАВ. Анионными ПАВ могут являться алкилсульфат, простой алкиловый эфир, сложный эфир алкилфеноксиполиоксиэтиленэтанола и серной кислоты, α-олефинсульфонат, β-алкоксиалкансульфонат, алкиларилсульфонат, алкилкарбонат, сульфосукцинат, простой алкиловый эфир сульфосукцината, сакристан, октоксинолфосфат, ноноксинол фосфат, таурат, жирный таурид, сульфатированный моноглицерид, полиоксиэтиленсульфат жирной кислоты, изотиенат и их смеси. Специфические составы могут значительно различаться в зависимости от класса продукта, но в основном все шампуни содержат эти компоненты. Для улучшения очищающих свойств используют более сильные ПАВ либо увеличивают их количество. Однако при этом в некоторых случаях наблюдается раздражение кожи, особенно у людей, имеющих повышенную чувствительность ко всем химическим веществам. В связи с этим в настоящее время для шампуней используют более мягкие ПАВ или меньшие количества ПАВ. Однако такие шампуни характеризуются неудовлетворительной очищающей эффективностью. Неожиданно было показано, что блок-сополимеры по настоящему изобретению улучшают очищающую способность и эффективность составов для шампуней. В связи с этим разработчик композиций может использовать меньшие количества ПАВ и более мягкие ПАВ, при этом сохраняются чрезвычайно высокая очищающая способность в отношении удаления жиров и грязи. Например, шампуни с нормальной эффективностью обычно содержат более 12 частей по меньшей мере одного ПАВ на 100 частей состава, а в большинстве случаев, по меньшей мере 14 частей. Шампуни более мягкого типа включают до 12 частей и в большинстве случаев менее, а именно от 8 до 12 частей (активных компонентов) на 100 частей состава. Таким образом, разработчик композиций может избежать необходимости применения более сильных ПАВ и использовать меньшие количества ПАВ для создания чрезвычайно мягкого и не раздражающего кожу шампуня, который, однако, проявляет исключительно высокую очищающую способность в отношении удаления с волос жиров и грязи. Другими словами, указанные блок-сополимеры повышают эффективность ПАВ, используемых в шампунях для волос.
В Таблице 11, приведенной ниже, показано улучшение очищающей способности шампуня, полученного благодаря включению в состав сополимера, описанного в Примере 8. Результаты получены с использованием рубинового красителя, как описано в патенте США №3769398.
Очищающая способность композиции А, которая не содержит сополимер согласно Примеру 8, составляет 6, в то время как очищающая способность композиции В, которая содержит 2% сополимера согласно Примеру 8, составляет 8.
Настоящее изобретение описано со ссылкой на предпочтительный вариант воплощения изобретения. После прочтения и осмысления подробного описания изобретения специалистам в данной области техники представляются очевидными модификации и изменения. Настоящее изобретение рассматривается как включающее все такие модификации и изменения, которые включены в объем изобретения и которые определены в прилагаемых пунктах формулы изобретения или его эквивалентах.
Изобретение относится к полимерам, имеющим разветвленную блокполимерную структуру, которые используют для обработки кератинсодержащих субстратов, преимущественно в косметических композициях, таких как лаки для волос, кондиционеры для волос, лосьоны для закрепления укладки волос, кремы и т.п., которые включают в себя полимеры. Блок-сополимер для кератинсодержащих субстратов получен полимеризацией полифункционального мономера или мономеров, содержащих по крайней мере две функциональные группы, причем реакционная способность одной функциональной группы выше, чем другой функциональной группы; первого ненасыщенного мономера или мономеров на основе этилена, содержащих от 2 до 30 атомов углерода, которые сополимеризуются предпочтительно с функциональной группой бифункционального мономера, обладающего большей реакционной способностью, с образованием блока А; и второго ненасыщенного мономера или мономеров на основе этилена, которые содержат по крайней мере одну карбоксильную группу и сополимеризуются с функциональной группой бифункционального мономера, обладающей меньшей реакционной способностью, с образованием блока В. Причем блок А является более гидрофобным, чем блок В, и сополимер характеризуется по крайней мере двумя различными температурами стеклования. Использование блок-сополимера по изобретению позволяет оптимизировать требуемые свойства композиций для укладки волос, такие как легкое растекание по волосам, предотвращение опадания завивки, сохранение укладки в условиях высокой влажности, липкость, жесткость, устойчивость к отслаиванию, способность к восстановлению укладки, увеличение объема волос и смываемость с волос. Сополимер может быть использован для включения в композиции для укладки волос с низким содержанием ЛОС на водно-спиртовой основе, которые удовлетворяют требованиям по ограничению содержания ЛОС. 11 н. и 57 з. п.ф-лы, 7 ил., 11 табл.
Структура 1
Структура 2
где А означает мономер или мономеры первого блока,
В означает мономер или мономеры второго блока,
X означает мономер-разветвитель цепи, содержащий по крайней мере две ненасыщенные функциональные группы, способные вступать в реакцию с этиленненасыщенными мономерами,
n равно степени полимеризации блока А и составляет более 100,
q и р равны степени полимеризации блока В и составляет в сумме более 100,
причем либо q, либо р может быть равен нулю, но не одновременно, блок А получен из мономеров на основе этилена и содержащих от 2 до 30 атомов углерода, блок В получен из мономеров на основе этилена и содержит по крайней мере одну карбоксильную группу, причем блок А является более гидрофобным, чем блок В, и сополимер характеризуется по крайней мере двумя различными температурами стеклования.
полифункционального мономера или мономеров, содержащих по крайней мере две функциональные группы, причем реакционная способность одной функциональной группы выше, чем другой функциональной группы;
первого ненасыщенного мономера или мономеров на основе этилена, которые сополимеризуются предпочтительно с функциональной группой бифункционального мономера, обладающего большей реакционной способностью, с образованием блока А;
второго ненасыщенного мономера или мономеров на основе этилена, которые содержат по крайней мере одну карбоксильную группу и сополимеризуются с функциональной группой бифункционального мономера, обладающей меньшей реакционной способностью, с образованием блока В.
содержание первого ненасыщенного мономера на основе этилена составляет приблизительно 5-95 мол.% в расчете на общее количество мономеров; содержание второго ненасыщенного мономера на основе этилена составляет приблизительно 5-70 мол.% в расчете на общее количество мономеров.
содержание первого ненасыщенного мономера на основе этилена составляет 5-50 мол.% в расчете на общее количество мономеров;
содержание второго ненасыщенного мономера на основе этилена составляет 10-70 мол.% в расчете на общее количество мономеров.
N-замещенные акриламиды, замещенные алкиловыми радикалами, содержащими 2-12 атомов углерода, и сложные эфиры общей формулы
где R1 выбран из группы, включающей в себя -Н, -СН3, -СН2СН3 и
R2 означает алифатическую углеводородную функциональную группу, содержащую по крайней мере два атома углерода, такую, как С1-С20алкил и циклоалкил; многоядерную ароматическую углеводородную группу, такую, как нафтил; алкиларил, в котором алкил содержит по меньшей мере один атом углерода, предпочтительно 4-8 атомов углерода; галоидалкил, содержащий от по меньшей мере 4 атомов углерода, такой, как перфторалкил; полиалкиленоксигруппу, в которой алкиленом является пропилен или высший алкилен, причем на один гидрофобный остаток приходится по крайней мере одно звено алкиленокси, и их комбинации.
где n и m означают целое число от 1 до 4;
R1 и R3 выбраны из группы, включающей в себя Н и алкил, и
R2 выбран из группы, включающей в себя алкилен, циклоалкилен, арилен,
-(СН2-СН2-O)р-, где р равно от 1 до 50, -(CH2(CH3)-CH2-O)p-, где р равно от 1 до 50, амидо, сложный эфир, полиамидо и сложный полиэфир.
1) ненасыщенные амиды на основе этилена общей формулы
где R1 выбран из группы, содержащей -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил и циклоалкил;
R2 и R3 выбраны из группы, содержащей -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил, циклоалкил;
кислотные или солевые функциональные группы, такие, как -SO3Н, -SO3M, где М означает металл; аминофункциональные группы общей формулы
где Y4, Y5, Y6 означают -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил, циклоалкил и их комбинации;
и четвертичные аминофункциональные группы общей формулы
где Y4, Y5, Y6 означают -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил, циклоалкил и их комбинации;
2) ненасыщенный водорастворимый гетероциклический остаток на основе этилена общей формулы
где R означает алкиленовую группу, такую, как R2, означающую -[CH2-]n, где n означает целое число от 1 до 4 и
3) ненасыщенные карбоновые кислоты на основе этилена одной из трех общих формул
где R1 выбран из группы, содержащей -Н, -СН3, -СН2-СН3,
R2 выбран из группы, содержащей -[CH2-]n, где n означает целое число от 1 до 40; линейный или разветвленный алкил, циклоалкил, арил, полиэтиленоксид, такой, как -(СН2-(СН3)-О)p-, где р равно от 1 до 50; и полипропиленоксид, такой, как -(CH2(CH3)-CH2-O)p-, где р равно от 1 до 50.
и четвертичные соли ненасыщенных карбоновых кислот общей формулы 
где R1 выбран из группы, содержащей -Н, -СН3, -CH2-CH3,
R2 выбран из группы, содержащей -[СН2-]n, где n означает целое число от 1 до 40; линейный алкил, разветвленный алкил, циклоалкил, арил, полиэтиленоксид, такой как -(СН2-СН2-О)p-, где р равно целому числу от 1 до 50; полипропиленоксид, такой, как -(CH2(CH3)-CH2-O)p-, где р равно целому числу от 1 до 50, и их комбинации;
Y4, Y5, Y6 выбраны из группы, содержащей -Н, -СН3, -СН2-СН3, разветвленный или линейный алкил, арил, циклоалкил и их комбинации, и
Х означает кислотный радикал, который выбирают из группы, включающей в себя хлорид, бромид, сульфат, сульфонат, фосфат, метил и этилсульфонат.
0-25 мас.% эмульгатора;
0,05-99% растворителей;
0,05-10% модификаторов реологических свойств;
0,05-5% нейтрализующих агентов;
0-60 мас.% жидкого газа-вытеснителя или газа и
0-1% ПАВ.
| КИНОПРОЕКТОР С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАРЯДКОЙ ФИЛЬМА | 0 |
|
SU368576A1 |
