头发固定剂膜
本发明涉及一种头发固定剂膜组合物,以及通过将所述固定剂膜组合物施用到毛干上使头发固定并保持给定发型的方法。
世界上大部分地方使用一些头发造型产品作为部分修饰用途。这些造型产品有许多形式。这些形式包括非气溶胶型和气溶胶型喷发剂、非气溶胶型和气溶胶型摩丝、凝胶、上光剂、造型水、喷雾凝胶、喷雾摩丝、蜡、糊料、香脂、卷发凝胶等。这些头发造型产品的整体市场继续增长,尽管一些特定品种的发展已经在近年来平缓或降低。一些应用类型的市场降低有许多原因,但是一个原因在于每个应用存在一些固有的限制。这些限制会造成性能和美感弱点。
组分的不相容性是一种这样的限制。例如。在常规凝胶增稠聚合物和常规高性能造型聚合物之间的不相容性导致比理想产品性能差。这些常规高性能聚合物为能在凝胶中相容的普通聚合物提供了优异的防潮性和固定力,但是与常规增稠剂例如carbomer(一种交联聚丙烯酸酯)的组合导致流变性差的混浊凝胶。
额外的应用类型限制包括不能包含具有差溶液稳定性的聚合物,对聚合物用量的限制、产品体积和使用的不方便性。所以,需要新的应用方法,这种方法能传递优异的头发固定剂性能,没有不利的环境影响,提供配料多样性,并且是有趣和方便使用的。
最近,用于从淀粉膜输送头发固定剂聚合物的新组合物已经公开在美国专利公开2003/0099692中。令人惊奇的是,已经发现通过合适的配料,常规高性能头发固定剂聚合物可以形成可接受的膜,该膜可以用作头发固定剂膜,不需要添加淀粉或任何其它成膜聚合物作为输送介质。还令人惊奇地发现,含有头发固定剂聚合物的膜也可以被制成含有淀粉和大量增塑剂。这些膜当被施用到头发上时可以提供益处例如优异的高湿度卷曲保持性、膜韧性、光泽、硬度、易梳理性、静电性能、弹性和成网性(webbing)。另外,由于头发固定剂聚合物被添加的其它非功能组分更少稀释,这些膜可以是更有效的。
本发明涉及头发固定剂膜组合物,其中这些膜当溶解在极性溶剂中和被施用到头发上和/或分布在湿头发上时用作头发固定剂,和涉及一种通过将所述固定剂膜组合物施用到毛干上固定头发的方法。本发明的另一方面涉及将头发固定剂膜添加到已有产品中以实现性能的提高或为该产品提供其它额外性能。
在这里使用的“头发固定剂膜”表示载附在衬底上或没有载附的膜,其在室温溶解在极性溶剂中,被消费者施用到头发上或分布在头发上,并在施用后将使头发保持所需的形状。头发固定剂膜可以是单层或多层的、压花的、有纹理的和/或成型为不同的形状。
在这里使用的“溶解在极性溶剂中”表示当膜被加入极性溶剂中或极性溶剂被加入膜中时,膜***或与极性溶剂组合形成溶液或分散体以使该组合物能分布在头发上。润湿性或溶解速率可以由本领域技术人员根据特定的输送形式来改进。
在这里使用的“头发固定剂聚合物”表示任何成膜聚合物,其当溶解或分散和分布在头发上时将使毛干固定成给定的形状,包括天然和/或合成聚合物,可以是阴离子、阳离子、非离子、两性的或是甜菜碱聚合物,可以单独使用或者与其他天然和/或合成聚合物组合使用。
在这里使用的“合成”表示在任何部分不是从植物、动物或细菌衍生的。
在这里使用的“天然”表示是从植物、动物或细菌衍生或部分衍生的。
在这里使用的“增塑剂”表示任何对使膜组合物的脆性更低或柔性更高作出贡献的材料。
在这里使用的“碱”表示中和剂,包括能中和聚合物的游离酸基的材料。
在这里使用的“干燥”表示基本上不含水和任何溶剂,但是并不表示没有水或溶剂。
本发明涉及头发固定剂膜组合物,其包含至少一种头发固定剂聚合物,其中这些膜当溶解在极性溶剂中和被施用到头发上或直接分布在湿头发上时用作头发固定剂。本发明的另一方面是一种通过将所述固定剂膜施用到毛干上固定头发的方法。本发明的潜在益处可以包括能组合在其他应用中不相容的组分,能在非喷雾应用中使用高性能头发固定剂聚合物,环保性,能使用高的固定剂聚合物剂量,使用便利性,和小的包装尺寸。
该膜组合物包含至少一种头发固定剂聚合物,和可以选自合成聚合物、天然聚合物或其混合物。
头发固定剂聚合物将以足以在将该膜施用到头发上之后有效固定头发的量存在于头发固定剂膜中。在一个实施方案中,头发固定剂聚合物的用量是基于头发固定剂膜重量计的约50-100%。在另一个实施方案中,头发固定剂聚合物的用量是基于头发固定剂膜重量计的约60-95%。在另一个实施方案中,头发固定剂聚合物的用量是基于头发固定剂膜重量计的约70-90%。在另一个实施方案中,头发固定剂聚合物的用量是基于头发固定剂膜重量计的约75-90%。
以下是适用于本发明的合成头发固定剂聚合物的例子,但是并不限于此:来自National Starch and Chemical Company,AMPHOMER和AMPHOMER LV-71聚合物(辛基丙烯酰胺/丙烯酸酯/甲基丙烯酸丁基氨基乙基酯共聚物),AMPHOMER HC聚合物(丙烯酸酯/辛基丙烯酰胺共聚物),BALANCE 0/55和BALANCE CR聚合物(丙烯酸酯共聚物),BALANCE 47聚合物(辛基丙烯酰胺/甲基丙烯酸丁基氨基乙基酯共聚物),RESYN 28-2930聚合物(VA/巴豆酸酯/新癸酸乙烯基酯共聚物),RESYN 28-1310聚合物(VA/巴豆酸酯共聚物),FLEXAN聚合物(聚苯乙烯磺酸钠),DynamX聚合物(聚氨酯-14(和)AMP-丙烯酸酯共聚物),RESYN XP聚合物(丙烯酸酯/辛基丙烯酰胺共聚物),STRUCTURE 2001(丙烯酸酯/硬脂基聚氧乙烯(20)醚衣康酸酯共聚物)和STRUCTURE3001(丙烯酸酯/十六烷基聚氧乙烯(20)醚衣康酸酯共聚物);来自ISP,OMNREZ-2000(PVM/MA半乙酯共聚物),GANEX P-904(丁基化PVP),GANEX V-216(PVP/十六碳烯共聚物),GANEX V-220(PVP/二十碳烯共聚物),GANEX WP-660(tricontanyl PVP),GANTREZ A-425(PVM/MA共聚物的丁基酯),GANTREZ AN-119(PVM/MA共聚物),GANTREZ ES 225(PVM/MA共聚物的乙基酯),GANTREZ ES 425(PVM/MA共聚物的丁基酯),GAFFIX VC-713(乙烯基己内酰胺/PVP/甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物),GAFQUAT 755(硫酸二甲酯与乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚物反应生成的聚季铵盐(polyquaternium-11)),GAFQUAT HS-100(polyquaternium-28),AQUAFLEX XL-30(聚酰亚胺-1(Polyimide-1)),AQUAFLEX SF-40(PVP/乙烯基己内酰胺/DMAPA丙烯酸酯共聚物),AQUAFLEX FX-64(异丁烯/乙基马来酰亚胺/羟乙基马来酰亚胺共聚物),ALLIANZ LT-120(丙烯酸酯/C1-2琥珀酸酯/羟基丙烯酸酯共聚物),STYLEZE CC-10(PVP/DMAPA丙烯酸酯共聚物),SYTLEZE 2000(VP/丙烯酸酯/甲基丙烯酸月桂基酯共聚物),STYLEZE W-20(polyquaternium-55),共聚物系列(PVP/甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物),ADVANTAGE S和ADVANTAGE LCA(乙烯基己内酰胺/VP/甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯共聚物),ADVANTAGE PLUS(VA/马来酸丁酯/丙烯酸、异冰片酯);来自BASF,ULTRAHOLD STONG(丙烯酸/丙烯酸乙酯/叔丁基丙烯酰胺),LUVIMER 100P(丙烯酸叔丁酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸),LUVIMER 36D(丙烯酸乙酯/丙烯酸叔丁酯/甲基丙烯酸),LUVIQUAT HM-552(polyquaternium-16),LUVIQUAT HOLD(polyquaternium-16),LUVISKOL K 30(PVP),LUVISKOL K90(PVP),LUVISKOL VA64(PVP/VA共聚物),LUVISKOL VA73W(PVP/VA共聚物),LUVISKOL VA,LUVISETPUR(聚氨酯-1(Polyurethane-1)),LUVISET Clear(VP/甲基丙烯酰胺/乙烯基咪唑共聚物),LUVIFLEX SOFT(丙烯酸酯共聚物),ULTRAHOLD 8(丙烯酸酯/丙烯酰胺共聚物),LUVISKOL Plus(聚乙烯基己内酰胺),LUVIFLEX Silk(PEG/PPG-25/25聚二甲基硅氧烷/丙烯酸酯共聚物);来自Amerchol,AMERHOLD DR-25(丙烯酸/甲基丙烯酸/丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯);来自Rohm and Haas,ACUDYNE 258(丙烯酸/甲基丙烯酸/丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯/羟基酯丙烯酸酯);来自Mitsubishi and Clariant,DIAFORMER Z-301,DIAFORMER Z-SM和DIAFORMER Z-400(甲基丙烯酰基乙基甜菜碱/丙烯酸酯共聚物),ACUDYNE 180(丙烯酸酯/羟基酯丙烯酸酯共聚物),ACUDYNE SCP(亚乙基碳酰胺/AMPSA/甲基丙烯酸酯共聚物),和ACCULYN流变改性剂;来自ONDEO Nalco,FIXOMER A-30和FIXOMER N-28(INCI命名:甲基丙烯酸/丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸钠共聚物);来自Noveon,FIXATEG-100(AMP-丙烯酸酯/甲基丙烯酸烯丙酯共聚物),FIXATE PLUS(聚丙烯酸酯-X),CARBOPOL Ultrez 10(Carbomer),CARBOPOL Ultrez20(丙烯酸酯/丙烯酸C10-30烷基酯共聚物),AVALURE AC系列(丙烯酸酯共聚物),AVALURE UR系列(Polyurethane-2,Polyurethane-4,PPG-17/IPDI/DMPA共聚物);聚乙二醇;水溶性丙烯酸类树脂;水溶性聚酯;聚丙烯酰胺;聚胺;聚季胺;苯乙烯马来酸酐(SMA)树脂;聚乙烯胺;和其它能溶于极性溶剂或能通过用适宜碱中和而可溶的常规聚合物。
适用于本发明的天然固定剂聚合物包括从天然来源衍生的任何单种淀粉或者淀粉的混合物。在这里使用的天然淀粉表示能在自然界发现的那些。从通过标准育种技术获得的植物衍生的淀粉也是合适的,这些技术包括交叉育种、异位、反转、转化或任何基因或染色体工程的其它方法,包括其变型。另外,可以通过变异育种的公知标准方法从人工变异生长的植物衍生的淀粉和上述基因组成的变型也是合适的。
淀粉的典型来源是谷类、块茎、根部、豆类和水果。天然来源可以是玉米、豌豆、马铃薯、甜马铃薯、香蕉、大麦、小麦、大米、西米、苋属植物、木薯、竹芋、美人蕉、高粱,以及它们的蜡状或高直链淀粉变型。在这里使用的“蜡状”包括含有至少约95重量%支链淀粉的淀粉,术语“高直链淀粉”包括含有至少约40重量%直链淀粉、更特别至少约70重量%直链淀粉的淀粉。
适用于本发明的天然淀粉可以使用任何本领域公知的改性方法改性,包括物理、化学和/或酶催改性,以获得所需的膜特性。
在这里适合使用的是物理改性的淀粉,例如剪切淀粉,或以国际公开专利WO95/04082为代表的专利中所描述的热抑制的淀粉,和以美国专利5,593,503为代表的专利中描述的耐性淀粉。
化学改性的产品也包括碱材料,包括但不限于已经交联、丙烯酰化和有机酯化、羟乙基化和羟丙基化、磷酰基化和无机酯化的、阳离子、阴离子、非离子、两性和两亲性的那些,以及它们的琥珀酸酯和取代琥珀酸酯衍生物。这些改性是本领域公知的,例如描述在ModifiedStarches:Properties and Uses,Ed.Wurzburg,CRC Press,Inc,Florida(1986)中。
也可以在这里使用从任何淀粉衍生的转化产品,包括通过氧化、酶转化、酸解、热或酸糊精化、热和/或剪切产品制备的流动性或稀沸腾淀粉。
其它合适的是预凝胶化的淀粉,它们是本领域公知的,例如描述在美国专利4,465,702、5,037,929、5,131,953和5,149,799中。淀粉的预凝胶化常规方法也是本领域公知的,例如描述在Chapter XXII-“Production and Uses of Pregelatinized Starch”,Starch:Chemistry and Technology,Vol.III-Industrial Aspects,R.L.Whistler和E.F.Paschall,编辑,Academic Press,NewYork(1967)中。
具有适用于此处的性能的任何淀粉或淀粉共混物可以通过本领域公知的任何方法提纯以使淀粉脱除多糖固有的或在加工中形成的颜色。合适的提纯处理淀粉的方法公开在以欧洲专利0 554 818B1为代表的专利中。用于颗粒或预凝胶形式的淀粉的碱洗涤技术也是有用的,描述在以美国专利4,477,480和5,187,272为代表的专利中。
其它合适的淀粉是能乳化或包封活性成分从而不需要额外包封剂或乳化剂的淀粉。这些淀粉包括、但不限于羟烷基化淀粉,例如羟丙基化或羟乙基化淀粉,和琥珀酰基化淀粉,例如辛烯基琥珀酰基化或十二烷基琥珀酰基化淀粉。在一个实施方案中,使用乳化或包封淀粉,以使膜材料(淀粉组分、活性剂和任选的添加剂)的溶液或分散体可以储存用于后续加工。羟烷基化淀粉具有的附加优点是形成更软的膜从而不需要或需要更少的增塑剂。
为了促进膜的加工,淀粉可以被部分转化以降低粘度和能生产高固含量淀粉分散体/溶液,例如30%固含量的淀粉分散体/溶液。在一个实施方案中,合适的淀粉是在10%固含量下的粘度为至少约1000cp且在30%固含量下的粘度不超过约100000cp的那些。
在另一个实施方案中,合适的淀粉具有至少约7秒的流动粘度。在另一个实施方案中,合适的淀粉具有至少约10秒且不超过约19秒的流动粘度。在另一个实施方案中,合适的淀粉具有不超过约15秒的流动粘度。在这里使用的流动粘度是通过下面的实施例部分中定义的实验测定的。
淀粉的分子量对于其在膜中的作用也是重要的,特别是对于膜强度而言。例如,糊精不适合单独用于本发明。
淀粉组分可以是单种的改性淀粉或天然淀粉,改性淀粉的共混物,或改性淀粉和天然淀粉的共混物。共混物可以用于降低膜的成本或用于更容易地实现各种所需要的性能和功能。
可以在本发明中使用的以INCI命名的商品淀粉的例子包括以下:来自National Starch and Chemical Company,AMAZE
聚合物(玉米淀粉改性的),CELQUAT
LS-50树脂(polyquaternium-4/羟丙基淀粉共聚物),STRUCTURE
XL聚合物(羟丙基淀粉磷酸盐),DRY FLO
PC润滑剂(淀粉辛烯基琥珀酸铝),DRY FLO
AF润滑剂(玉米淀粉改性的),DRY FLO
ELITE LL润滑剂(淀粉辛烯基琥珀酸铝(和)月桂基赖氨酸),DRY FLO
ELITE BN润滑剂(INCI命名:淀粉辛烯基琥珀酸铝(和)氮化硼),PURITY
21C淀粉(玉蜀黍(玉米)淀粉),TAPIOCA PURE(木薯淀粉),以NOVATION商品名销售的热抑制的玉米、马铃薯、木薯、高淀粉酶和蜡状玉米淀粉,以HI-MAIZE商品名销售的耐性淀粉;来自Croda Company,CROSTYLE MFP(三甲基季化玉米淀粉);来自ONDEO Nalco,SENSOMER CI-50(淀粉羟丙基三氯化鎓)。
天然聚合物也可以包括、但不限于纤维素材料,例如羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、微晶纤维素、乙基纤维素、纤维素醋酸酯邻苯二甲酸酯、阳离子纤维素衍生物,例如polyquaternium-4(CELQUATL-200和CELQUAT H-100聚合物,来自National Starch andChemical Company)和polyquaternium-10(CELQUAT SC-240C和CELQUAT 230M聚合物,来自National Starch and ChemicalCompany),或树胶,黄原胶(例如AMAZETMXT聚合物,来自NationalStarch and Chemical Company),支链淀粉(pullulan),水胶体,角叉菜聚糖,藻酸盐,酪蛋白,明胶,以及溶剂化的蛋白质。
在含有合成和天然头发固定剂聚合物的膜中,基于固定剂聚合物总重量计的合成头发固定剂聚合物与天然头发固定剂聚合物之比是约5∶95至约95∶5;在另一个实施方案中,该比率是约20∶80至约75∶25;在另一个实施方案中,该比率是约25∶75至约60∶40;在另一个实施方案中,该比率是约30∶70至约55∶45;在另一个实施方案中,该比率是约35∶65至约42∶58;在另一个实施方案中,该比率是约29∶71至约33∶67。
本发明的头发固定剂膜含有一种头发固定剂聚合物或不同头发固定剂聚合物的共混物。本领域技术人员可以将额外材料加入头发固定剂膜组合物中以改进膜的性能或物理性质。例如,本领域技术人员知道许多合成固定剂聚合物可能需要添加碱和/或增塑剂以使这些膜可溶解、脆性更小和/或使在头发上的性能最优化。也可以加入增塑剂以改进含有天然或合成固定剂聚合物的膜的柔性。该膜应该是强度高的、柔性的和不应该是太脆的。该膜必须是防粘连的和防潮的,从而不会自己粘着,但是应该能在与水或其它极性溶剂接触时、例如当在手中润湿时能迅速溶解或崩解。
这些增塑剂是本领域公知的,包括、但不限于聚二甲基硅氧烷共聚醇、多元醇、多羧酸和聚酯。有用的聚二甲基硅氧烷共聚醇例如包括、但不限于PEG-12二甲基硅氧烷,PEG/PPG-18/18二甲基硅氧烷,和PPG-12二甲基硅氧烷。有用的多元醇的例子包括、但不限于乙二醇、丙二醇、糖醇例如山梨醇、manitol、麦芽酚、乳糖醇;单糖、二糖和低聚糖,例如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖,和高果糖玉米糖浆固体和抗坏血酸。多羧酸的例子包括、但不限于柠檬酸、马来酸、琥珀酸、聚丙烯酸和聚马来酸。聚酯的例子包括、但不限于甘油三乙酸酯、乙酰基化单甘油酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、柠檬酸乙酰基三乙酯、柠檬酸乙酰基三丁酯。
增塑剂的其它例子包括、但不限于矿物油,植物油,三甘油酯,羊毛脂以及它们的衍生物,不饱和脂肪酸以及它们的衍生物,聚硅氧烷,和一些软化剂;润湿剂,例如甘油,山梨醇,乳酸盐(包括但不限于钠盐、铵盐和钾盐),多元醇(例如丙二醇),聚乙二醇(200-600),和Sorbeth-30;天然润湿因子(NMF)例如脲、乳酸和吡咯烷酮羧酸钠(PCA);脂质体、天然和植物润湿剂,例如甘油、丝氨酸、脱乙酰壳多糖PCA、透明质酸钠、透明质酸、微型海绵、可溶性胶原、改性蛋白质、L-谷氨酸一钠、卵磷脂和磷脂以及它们的衍生物;α-和β-羟基酸,例如乙醇酸、乳酸、柠檬酸、马来酸和水杨酸;聚合物增塑剂,例如多糖和它们的衍生物,聚丙烯酸酯,和polyquaernium;蛋白质和氨基酸例如谷氨酸、天冬氨酸和赖氨酸。
增塑剂将以增塑有效量存在。在一个实施方案中,增塑剂将在头发固定剂膜中以约0-30%的量存在,基于干燥膜组合物的重量计。在另一个实施方案中,增塑剂将以约5-15%的量存在,基于干燥膜组合物的重量计。在其中天然固定剂是基于固定剂总重量的至少60重量%(wt/wt)的头发固定剂膜中,增塑剂的存在量可以是基于该天然聚合物重量的大于15重量%,但不大于基于该干燥膜总重量的约30%;在另一个实施方案中,增塑剂的存在量是基于该天然聚合物总重量的大于17重量%,但小于基于该干燥膜总重量的约30%;在另一个实施方案中,增塑剂的存在量是基于该天然聚合物总重量的大于20重量%,但小于基于该干燥膜总重量的约30%。一些增塑剂可以加入到待干燥的溶液中以使头发固定剂膜的剂量高于所需要的最终剂量,增塑剂的一部分,即过量的那部分,可以然后在成膜过程中在热作用下除去。本领域技术人员将知道怎样调节增塑剂以平衡膜性能。
如本领域公知的,含有酸性基团且不溶于水的那些头发固定剂聚合物通常以它们的中和的、水溶性或水分散的形式使用。
可以在本发明组合物中单独使用或组合使用的合适的中和剂包括、但不限于含有约2-22个碳原子的烷基单胺,例如三乙胺、硬脂胺和月桂胺,和氨基醇例如三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇和2-氨基-2-甲基-1-丙醇,以及无机中和剂例如氢氧化钠和氢氧化钾。有用的中和剂的其它组合描述在美国专利4,874,604中。
对于需要中和的聚合物,中和剂将能有效以中和聚合物的一定百分比的游离酸基和使该聚合物成为水溶性或水分散性的量存在。在一个实施方案中,中和剂将以足以中和固定剂聚合物的游离酸基到约8-100%中和度的量存在。在另一个实施方案中,固定剂聚合物的游离酸基将被中和约25-100%。在另一个实施方案中,固定剂聚合物的游离酸基将被中和约50-100%。在另一个实施方案中,固定剂聚合物的游离酸基将被中和约70-100%。在另一个实施方案中,固定剂聚合物的游离酸基将被中和约80-100%。
碱也可以以超过100%中和的量使用,以提高溶液pH或除了中和聚合物酸基之外增塑树脂。
头发固定剂膜组合物还可以包含本领域公知的其它任选的成膜和头发固定剂组分。这些任选的组分包括、但不限于增稠剂,乳化剂,美感改进剂,UV过滤剂,润湿剂(例如羟乙基脲,从Nationla Starchand Chemical Company,商品名HYDAROVANCE),润滑剂,皮肤增白组分,聚硅氧烷,粉末,脱粘剂,湿润剂,软化剂,溶剂,螯合剂,维生素,抗氧化剂,植物提取物,pH调节剂,防腐剂,香料,防水剂,活性成分(抗老化剂,成膜剂或调色剂等),染料,颜料,色料,聚合物,调理剂,流变改性剂,表面活性剂,不透明剂,发泡剂,生热剂和/或起泡剂(effervescing agent),闪光和装饰珠和成型体。
起泡剂可以是当与水接触时发生起泡的一种或多种材料。在一个实施方案中,膜的起泡成分由两种组分组成。合适的第一组分包括任何以干固体形式存在的酸,例如C2-C20有机单-和多-羧酸。在另一个实施方案中,第一组分可以是α-和β-羟基羧酸;C2-C20有机硫酸,例如甲苯磺酸;过氧化物,例如过氧化氢。在一个实施方案中,羟基羧酸包括己二酸、戊二酸(guteric)、琥珀酸、酒石酸、苹果酸、马来酸、乳酸、水杨酸,以及能形成酸的内酯,例如葡糖酸内酯和葡糖二酸内酯。在另一个实施方案中,该酸是柠檬酸。也合适作为酸材料的是水溶性的合成或天然聚合物,例如聚丙烯酸酯(例如包封聚丙烯酸),纤维素树胶,聚氨酯和聚氧亚烷基聚合物。术语“酸”表示包括任何当以1%浓度溶解在去离子水中时具有小于7的pH的物质;在另一个实施方案中,pH小于6.5;在另一个实施方案中,pH小于5。在一个实施方案中,酸在25℃下是固体形式(即,具有不低于25℃的熔点)。酸的浓度应该是基于固定剂膜最终重量的约0.5-80重量%;在另一个实施方案中,该浓度是约10-65重量%;在另一个实施方案中,该浓度是约20-40重量%。
起泡成分中的合适的第二组分包括碱性材料。碱性材料是当与水和第一组分的酸性材料接触时能产生气体例如二氧化碳、氮气或氧气的物质(即起泡)。合适的碱性材料包括碳酸盐和碳酸氢盐和碱性过氧化物的无水盐。在一个实施方案中,碱性材料是碳酸氢钠或碳酸氢钾。碱性材料用量可以是基于固定剂膜重量的约1-40%;在另一个实施方案中,该用量是约5-35%;在另一个实施方案中,该用量是约15-30%;在另一个实施方案中,该用量是约25-35%。
起泡成分的酸性和碱性组分可以是物理分离的,直到与水组合。分离方法包括配制双层膜,其中一层含有酸组分,另一层含有碱组分。物理分离的另一个方法包括将至少一种组分包封在第三材料中。生产双层膜和包封酸或碱材料的方法是本领域公知的。
所述膜的生热组分可以是当与水接触时能产生热的一种材料或多于一种材料的组合。生热组合物的例子包括酸和碱的组合。在另一个实施方案中,生热组合物是氧化剂和还原剂的组合。这些氧化剂和还原剂可以选自各种具有该性质的化合物。氧化剂的例子包括氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸盐、过氧化物、硝酸盐、金属氧化物,例如氧化铜、氧化铅和氧化铁,以及过硼酸盐。在一个实施方案中,氧化剂选自过氧化氢、过氧化脲、过氧化钠、过硼酸钠、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾以及上述两种或多种的混合物。还原剂的例子包括镁、锌、铝和铁;亚硫酸盐,硫代硫酸盐,硫脲,imidazolinethiones,thiotrazoles,硫代吡啶,硫代嘧啶,硫醇,硫代酸,亚砜,黄原酸盐,邻-和对-多羟基苯,醛和二醇。
氧化剂和还原剂可以是物理分离的,直到与水组合。分离方法包括配制双层膜,其中一层含有氧化剂组分,另一层含有还原剂组分。物理分离的另一个方法包括将至少一种组分包封在第三材料中。
当与水接触时能产生热的单种组分是在溶液中或在水中稀释时具有相当热量的那些,例如水和乙二醇的组合,以及水和盐例如的组合,所述盐例如是硫酸铝、氯化钙、硫酸铜、氯化铁、氯化镁、硫酸镁等。在一个实施方案中,单种生热组分可以是基于固定剂膜重量的约1-40%;在另一个实施方案中,是约5-35%;在另一个实施方案中,是约15-30%;在另一个实施方案中,是约25-35%。
本发明的头发固定剂膜是通过工业上公知的技术形成。例如,头发固定剂可以与其它膜成分分散在水或其它溶剂中,并干燥成膜形式。或者,固定剂聚合物和其它干燥组分可以共混,然后与任何额外的膜组分分散在水或其它溶剂中,并干燥成膜形式。膜可以通过本领域公知的技术成型为合适厚度的固化形式而从这些分散体或溶液形成,这些技术包括、但不限于流延、冰冻干燥和挤塑。分散体或溶液也可以直接涂覆或喷到其它产品上,并干燥形成膜。
在一个实施方案中,本发明的膜如下加工:通过膜组分的溶液或分散体制备涂料配料,将该混合物施用到基材上,使用刮刀、棒或挤出模口涂覆方法,将已涂覆的基材干燥以除去大部分溶剂,从基材上脱除膜。合适的基材包括、但不限于硅氧烷弹性体、金属箔和金属化多层箔,复合箔或含有聚四氟乙烯材料或其等价物、聚醚嵌段酰胺共聚物、聚氨酯、聚亚乙烯基、聚酯的膜,和其它在本领域中用作可释放基材的材料。头发固定剂膜可以在标准温度和压力下或比标准条件更高的温度和/或压力或更低的温度和/或压力下干燥。
溶解速率是通过测量1平方英寸膜在极性溶剂的烧杯中崩解所需要的时间来测定。在一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于约15分钟内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于10分钟内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于5分钟内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于2.5分钟内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于1分钟内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于45秒内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃水中在小于30秒内崩解。在一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃乙醇中在小于5分钟内溶解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃乙醇中在小于2.5分钟内崩解。在一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃乙醇中在小于1分钟内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃乙醇中在小于45秒内崩解。在另一个实施方案中,头发固定剂膜将在25℃乙醇中在小于30秒内崩解。
这些膜可以不是完全干燥的,因为保留了一定程度的水或其它溶剂。在膜中溶剂的存在量可以被控制以获得所需的功能。例如,较多的溶剂通常导致较柔性的膜,而过多的溶剂会导致粘连和发粘的膜。一些溶剂通常在头发固定剂膜中原样使用。在一个实施方案中,在固定剂膜中的保留溶剂可以在约0-25%范围内,基于膜的重量;在另一个实施方案中,是保留约1-20%的溶剂;在另一个实施方案中,是保留约5-16%的溶剂;在另一个实施方案中,是保留约10-15%的溶剂。
膜厚度可以在约1-500微米范围内,和一个实施方案中,膜的厚度是约25-100微米。在另一个实施方案中,膜的厚度是约25-60微米。在另一个实施方案中,膜的厚度是约25-50微米。
所得膜的重量轻,且易于携带。它们具有足够的强度,是明显柔性的,从而易于分配和处理。
这些膜显示防潮和抗粘连性,在与水或极性溶剂接触时被润湿,并然后快速溶解和/或崩解。头发固定剂膜的润湿性和溶解速率可以通过本领域技术人员根据特定的输送方式来改进。例如,羧基化头发固定剂聚合物的更快速溶解可以使用中和和/或增塑来实现。头发固定剂聚合物的羧基的中和在聚合物主链上形成了带电荷的基团。带电荷的极性基团使得聚合物的这些部分比这些羧基未被中和时更易溶解于极性溶剂中。
本发明的头发固定剂膜提供了发型的高防潮性。在本发明的一个实施方案中,固定剂膜将在2小时后得到大于15%的平均高湿度卷曲保持率。在另一个实施方案中,固定剂膜将在2小时后得到大于20%的平均高湿度卷曲保持率。在另一个实施方案中,固定剂膜将在2小时后得到大于30%的平均高湿度卷曲保持率。在另一个实施方案中,固定剂膜将在2小时后得到大于60%的平均高湿度卷曲保持率。“高湿度卷曲保持率”在这里是通过下面实施例部分中定义的实验测定。本领域技术人员知道怎样选择头发固定剂聚合物或配制以向头发固定剂膜提供更高或更低的防潮性。
本发明的头发固定剂膜还向头发提供了劲度(stiffness)。在一个实施方案中,头发劲度是约0.004-0.030焦耳。在另一个实施方案中,头发劲度是约0.008-0.030焦耳。在另一个实施方案中,头发劲度是约0.012-0.025焦耳。在另一个实施方案中,头发劲度是约0.015-0.025焦耳。“劲度”在这里是通过下面实施例部分中定义的标准实验测定。
本发明的头发固定剂膜允许使用在其它应用中不能一起使用的那些高性能聚合物。这些聚合物配制入头发固定剂膜得到了新的有趣应用,克服了与其它应用相关的一些限制。例如,一些阴离子和阳离子性聚合物可以按照在水溶液中会形成不溶性沉淀物或在凝胶或喷雾应用中具有不可接受的流变性能的比例组合和形成膜。在另一个例子中,PVP和磺化聚苯乙烯形成了凝胶,这种凝胶在高浓度下太粘以至在常规头发固定剂喷雾应用中不能使用,但是这种组合可以在本发明中形成膜和用作头发固定剂。
个人护理组合物的使用者可以用许多不同方式将该膜施用到头发上。一种施用方法包括润湿手,将组合物置于手中,将该膜分布在手上,然后用手抚摸头发而施用该膜。在另一个实施方案中,使用者可以将该膜直接置于湿头发上和按照需要将该膜分布在头发上。在另一个实施方案中,该膜可以直接置于手中,然后润湿和分布在头发上。可以使用任何合适的相似施用方法。
在施用本发明头发固定剂膜的另一个方法中,头发固定剂膜可以溶解或分散在另一种施用类型中以增加或提高施用的头发固定剂性能。例如在一个实施方案中,头发固定剂膜可以被加入到现有的头发固定剂凝胶中以提高凝胶的保持力。在另一个实施方案中,头发固定剂膜被加入到非气溶胶型头发喷雾剂中以提高保持力。在另一个实施方案中,头发固定剂膜被加入到卷发定型液中以增加头发固定剂性能。
在施用本发明头发固定剂膜的另一个方法中,头发固定剂膜可以通过将其他产品加入头发固定剂膜以溶解或分散头发固定剂膜和然后施用到头发上。例如,在一个实施方案中,一定量的头发凝胶可以被加入到手中的膜中,并在手中混合以溶解或分散该膜,使得它们可以一起施用到头发上。在另一个实施方案中,头发喷雾剂被喷到手中的膜上,然后揉搓手进行混合,并一起施用到头发上。在另一个实施方案中,一定量的含有极性溶剂的产品例如洗液、摩丝、发蜡、香脂或闪光产品可以被加入膜中以分散或溶解该膜,然后一起施用到头发上。
实施例
以下实施例用于进一步说明和解释本发明,但不限制本发明。
所有使用的百分比是以重量/重量为基础。在下面的实施例中,使用表1中的材料:
表1
在下面的实施例中,使用以下淀粉:
乙酰基化=乙酰基化(5%处理)的高直链淀粉(70%)玉米淀粉,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
转化=mannox转化的蜡状玉米淀粉,从National Starch andChemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
玉米=天然玉米淀粉,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
OSA蜡状1=mannox降解的辛烯基琥珀酸化蜡状玉米淀粉,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
PO蜡状1=羟丙基化(8.5%处理)的蜡状玉米淀粉,水流动性为35*,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
PO蜡状2=聚集的羟丙基化(8.5%处理)的蜡状玉米淀粉,水流动性为35*,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
PO蜡状3=羟丙基化(8.5%处理)的蜡状玉米淀粉,水流动性为15*,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
Pullulan=支链淀粉(PF-20级,分子量是200000),从Hayishibara Co Ltd(日本)获得。
木薯=天然木薯淀粉,从National Starch and Chemical Company(Bridgewater,N,J,USA)获得。
实施例1-工序
在下面的实施例中使用以下工序:
膜流延:使用Braive Laboratory Bar Coater通过将溶液/分散体拉伸来流延成膜,在室温干燥过夜或在烘箱中于121℃(250°F)干燥。
抗粘连性:将膜堆叠在彼此顶部,在40℃(104°F)和75%相对湿度下调节24小时,然后拉开观察是否粘连(粘附)。
溶解时间:溶解时间是通过检测6.45cm2(1平方英寸)膜在极性溶剂的烧杯中于25℃崩解所需要的时间来确定,单位是秒。
流动粘度:流动粘度如下检测。将淀粉在水中淤浆化,在149℃煮制直到完全凝胶化。将固体含量调节到5%(重量/重量)。淀粉溶液的温度控制在22℃。总共100ml淀粉分散体加入量筒中。然后将其倒入刻度漏斗中,同时使用手指关闭开孔。使少量流入量筒中以除去任何空气,余量倒回漏斗中。然后将量筒反转到漏斗上以使内容物倒入(流入)漏斗,同时使样品运动。使用计时器,记录100ml样品流过漏斗开口所需要的时间。
漏斗的玻璃部分是标准58度的厚壁玻璃漏斗,其顶部直径是约9-10cm,底部的内部直径是距离开孔约2.86cm长度,仔细地经过火焰抛光,和用长5.08cm、外径0.9525cm的长不锈钢尖端再装配。不锈钢尖端在与玻璃底部连接的上部的内部直径是0.5951cm;在流出端是0.4445cm,在距离端部的约2.54cm处出现的宽度限制范围内。不锈钢尖端经由Teflon管与玻璃漏斗连接。该漏斗经过校正以使100ml水在6秒内按照上述过程通过。
劲度:“劲度”是以50mm/分钟的速率偏转头发样本10mm所需要的功。劲度如下检测。将5根15.24cm(6英寸)的棕色头发样本用于每个要检测的样品。对于每个配方,聚合物固含量设定为0.75%,并将2g聚合物水溶液施用到每根头发样本上。每个样本被配衡,然后浸入聚合物水溶液中以完全润湿。这些样本然后在拇指和手指之间拉伸,用纸巾弄污,直到每个样本的重量是2.0g加上或减去比配衡重量多0.1g。过量的重量是施用到样本上的重量,等于0.015g施用到头发样本上的聚合物。在施用溶液之后,使样本在室内恒定的温度和湿度下风干,保持在22.2℃(72°F)和50%相对湿度,然后进行实验。
第二天检测样本,使用具有劲度实验夹具的Diastron MTT 160微型拉伸实验机(从该仪器的生产厂家获得)。每个头发样本然后放在两个分开10cm的较低水平叉子(或棒)上,在与头发放置垂直的方向上运行,从而每次评价一个样本。Diastron仪器然后用与水平样本垂直的1cm直径水平棒施加检测力(牛顿),在两个较低棒之间使样本弯曲10mm距离。功(焦耳)是特定组合物施加到头发样本上时头发样本的劲度。然后记录5根15.24cm(6英寸)头发样本的的劲度,进行统计分析,以确定实验样品的平均劲度。
高湿度卷曲保持率:本领域公知的是,高湿度卷曲保持率是衡量固定剂配料在高湿度条件下保持头发处于给定造型的能力的手段,是头发固定剂性能的一个标准的重要实验。本发明的头发固定剂膜的卷曲保持性能是使用该工序和彼此比较进行检测。该实验在22℃(72°F)和90%相对湿度下进行2小时。该工序能够对配料变量进行统计分析。卷曲保持率百分比是用下式计算:卷曲保持率%=100x(L-Lt)/(L-L0),其中L=头发完全伸展的长度,L0=初始卷曲长度,Lt=在给定时间t时的卷曲长度。
实验在25.4cm(10英寸)x2g欧洲棕色发辫上进行(每个样品9个复制发辫)。清洁的湿头发发辫进行梳理以除去缠结和脱出过量的水。2g的0.75%头发固定剂膜溶液被施用到每个发辫上,温和地“进入”发辫和梳理通顺。头发的卷曲施用1.27cm(0.5英寸)直径Teflon卷形成,放置在盘上,并在烘箱中干燥过夜。在带刻度的透明卷曲保持率板上从发辫的缠结端悬挂发卷。在放置该板和卷发暴露于室内恒定温度和湿度之前读取初始卷曲长度。在15分钟、30分钟、60分钟、90分钟和2小时记录卷曲长度。然后计算卷曲保持率平均值。在2小时后的卷曲保持率结果在表6中列出。结果证明所有头发固定剂膜组合物提供了一些卷曲保持性能;但是,高性能聚合物提供了显著更好的防潮性。本领域技术人员将能够通过选择配料中包含的聚合物类型和用量以及增塑剂类型和用量来改进膜的高湿度卷曲保持率性能。
实施例2-各种淀粉膜的比较
膜由各种淀粉和支链淀粉制备,这些膜进行柔性、透明度、发粘性、抗粘连性的主观检测和溶解时间的客观检测。结果列在下表2中。
表2
淀粉/支链淀粉 |
表观柔性 |
透明度 |
发粘 |
粘连 |
溶解时间(秒) |
流动粘度(秒) |
PullulanPO蜡状1玉米木薯乙酰基化PO蜡状3OSA蜡状1转化PO蜡状2:Pullulan90∶10PO蜡状2:玉米90∶10 |
柔性柔性柔性柔性柔性柔性柔性柔性柔性柔性 |
透明透明浑浊透明浑浊透明透明透明透明浑浊 |
不发粘不发粘不发粘不发粘不发粘不发粘不发粘不发粘不发粘不发粘 |
不粘连不粘连不粘连不粘连不粘连不粘连不粘连不粘连不粘连不粘连 |
96.5>12083>12036428.513.57.5 |
--12.117.235.011.919.610.110.1---- |
实施例3-头发固定剂膜组分相容性、增塑剂用量和用作头发固定剂
下面的表3、4和5包含代表本发明的配料,其中各组分组合和/或混合形成液体产品组合物,然后在环境温度和压力、较高或较低温度、和/或较高或较低压力下干燥,形成头发固定剂膜。
表3
表4
表5
配料1-17的组分进行组合,在干燥后形成可接受的膜。
配料1证明了一起配制淀粉和阳离子纤维素的能力,其中聚合物将随着时间延长而分离(如果保持在溶液中的话),和证明了聚二甲基硅氧烷共聚醇和丙二醇作为增塑剂的用途。
配料2证明了将非离子改性淀粉和非离子合成聚合物配制成可接受的膜的能力,和证明了二丙二醇和CROPEPTIDE W作为增塑剂的用途。
配料3证明了两性合成聚合物的使用和中和,以及与增塑剂一起改进膜的美感。
配料4证明了两性合成聚合物与非离子淀粉和合成聚合物的结合。
配料5证明了被AMP中和的和增塑的阴离子合成聚合物的用途。
配料6证明了非离子改性淀粉与聚氨酯和中和的丙烯酸酯聚合物和增塑剂的结合使用。
配料7证明了阳离子纤维素、改性淀粉和非离子合成共聚物和增塑剂的结合,其中溶液将分离。
配料8证明了两性合成两性聚合物、非离子改性淀粉和非离子合成聚合物与碱和增塑剂的结合。
配料9证明了中和的合成两性聚合物用作单种聚合物以形成可接受的头发固定剂膜。
配料10证明了中和的阴离子合成丙烯酸酯聚合物用作单种聚合物形成可接受的头发固定剂膜。
配料11证明了非离子合成聚合物用作单种聚合物形成可接受的头发固定剂膜。
配料12证明了中和的合成两性聚合物、非离子改性淀粉、非离子合成聚合物和作为增塑剂的丙二醇按照给定用量的结合。
配料13证明了中和的合成两性聚合物、非离子改性淀粉、非离子合成聚合物和作为增塑剂的丙二醇按照给定用量的结合。
配料14证明了非离子改性淀粉、非离子合成共聚物、阳离子纤维素和作为增塑剂的丙二醇按照给定用量的结合。
配料15证明了非离子改性淀粉、阳离子纤维素、非离子合成共聚物和作为增塑剂的丙二醇按照给定用量的结合。
配料16和17证明了被AMP-95中和的两性合成聚合物、非离子合成聚合物、天然聚合物和作为增塑剂的两种不同用量的丙二醇的配制。
然后用头发样本评价配料1-17形成的膜的头发固定性能。发现所有配料具有优异的头发固定性能例如良好的保持性、劲度、干梳理性能、成网性、弹性和手感,可以作为定型产品使用。
实施例4-头发样本劲度
使用实施例1的工序评价以下表6中的配料的膜劲度。在配料组分剂量下面记录每个配料的劲度值。
表6
*聚合物用量按照供应产品的百分比固含量调节。
表6中的配料1-7证明了该配料可以进行改性以提供不同的劲度。这些实验结果直接与通过触觉评价时在头发上的配料劲度手感相对应。
实施例5-头发固定剂膜的高湿度卷曲保持率性能
制备以下配料并用实施例1中的工序检测高湿度卷曲保持率(HHCR),形成成功的膜。检测HHCR的膜在下表7中列出,每个配料的平均高湿度卷曲保持率实验结果在表下部对于每个配料组分剂量之下标出。
表7
表7中的配料1-7证明了高湿度卷曲保持率的不同,这可以通过配制成功的头发固定剂膜来实现。