DE3527974C2

DE3527974C2 - Saures Haarpflegemittel

Info

Publication number: DE3527974C2
Application number: DE19853527974
Authority: DE
Inventors: Eugen Konrad; Guenther Dr Lang; Friedel Schroeder
Original assignee: Wella GmbH
Current assignee: Procter and Gamble Deutschland GmbH
Priority date: 1985-08-03
Filing date: 1985-08-03
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2005-08-04
Also published as: DE3527974A1

Description

Durch öfteres Bleichen, Dauerwellen und Färben, aber auch durch häufiges Waschen der Haare mit entfettenden Tensiden kommt es zu einer Schädigung der Haarstruktur. Das Haar wird spröde, und es verliert seinen Glanz. Weiterhin lädt sich das Haar beim Kämmen elektrostatisch auf, und die aufge rauhte Haaroberfläche verursacht Verfilzungen sowie Ver knotungen des Haares. Hierdurch wird das Kämmen erschwert. Haarbehandlungsmittel mit einer kämmbarkeitsverbessernden und pflegenden Wirkung haben daher eine erhebliche Bedeutung erlangt. Derartige Mittel werden beispielsweise häufig in Form einer klaren Haarpflegespülung, eines Aerosolschaumes oder auch in Emulsionsform als sogenannte Creme-Rinses nach der Haarwäsche im noch nassen Haar verteilt und, je nach Art des Haarbehandlungsmittels, entweder nach einigen Minuten Einwirkungszeit mit Wasser ausgespült oder aber auf dem Haar belassen.

Als Wirkstoffe zur Verbesserung der Haarstruktur werden hauptsächlich kationische Tenside, insbesondere quaternäre Ammoniumverbindungen, wie Cetyltrimethylammoniumchlorid alleine oder in Kombination mit verschiedenen wachsartigen Zusätzen, wie zum Beispiel Kohlenwasserstoffen, Fettalko holen und Fettsäureestern, eingesetzt.

Die üblicherweise hierzu verwendeten kationischen Tenside stellen sogenannte biologisch "harte" quaternäre oberflächen aktive Substanzen dar, die, insbesondere bei kürzerer Alkyl kettenlänge, eine hohe Toxizität aufweisen. Diese Verbindungen stellen deshalb für biologische Systeme und für die Umwelt eine nicht unerhebliche Belastung dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Haarpflege mittel auf der Basis von biologisch "weichen", leicht abbau baren, kationischen Tensiden bereitzustellen, welche die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweisen.

Hierzu wurde nun gefunden, daß saure Haarpflegemittel mit einem pH-Wert im Bereich von 2 bis 4,5, gekennzeichnet durch den Gehalt an mindestens einem Betainester der allgemeinen Formel I

wobei R einen verzweigten oder geradkettigen, gegebenenfalls mit 1 bis 80 Ethylenoxideinheiten oxethylierten, C₁₀-C₃₀- Alkylrest bedeutet, und X⁻ ein Anion, vorzugsweise ein Halo genid-, Sulfat-, Methosulfat- oder Phosphatanion, darstellt, die gestellte Aufgabe in hervorragender Weise erfüllen.

Die vorstehend genannten kationischen Tenside stellen Ester von natürlichem Betain mit Fettalkoholen oder oxethylierten Fettalkoholen dar.

Die Synthese der Betainester der Formel I ist bekannt und beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentan meldung 157 750 von 1983 beschrieben. Sie kann durch direkte Veresterung von Fettalkoholen mit dem bei der Zuckerfabrika tion als Nebenprodukt anfallenden Betain gemäß dem nachfol genden Reaktionsschema erfolgen.

Die Betainester der Formel I sollen in den erfindungsgemäßen Haarpflegemitteln in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% enthal ten sein.

Der pH-Wert der sauren Haarpflegemittel liegt im Bereich von 2 bis 4,5, vorzugsweise von 2,3 bis 3,9. Er wird insbe sondere mit Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Salzsäure oder Betainhydrochlorid eingestellt. Bei pH-Werten, die größer als 3,5 sind, kann die Einstellung jedoch auch alleine durch die saure Reaktion infolge teilweiser Verseifung der Betainester der Formel I erfolgen.

Es wurde überraschend gefunden, daß die in den erfindungs gemäßen Mitteln enthaltenen Betainester der Formel I im sauren Bereich bei pH-Werten bis 4,5 stabil sind. Dagegen zerfallen die Betainester im schwächer sauren, neutralen und alkalischen Bereich nach der Anwendung der Haarpflegemittel durch Hydrolyse (gemäß nachstehender Reaktionsgleichung) in die biologisch unbedenklichen Bestandteile Betain und Fettalkohol.

Die im Molekül vorhandene Estergruppe stellt somit eine beabsichtigte Bruchstelle dar.

Die Abhängigkeit der Stabilität der Betainester der For mel I vom pH-Wert zeigt sich im folgenden Versuch, dessen Ergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt sind.

50 mmol des Betainesters werden in destilliertem Wasser gelöst und die Lösung mit Wasser auf 1000 ml aufgefüllt. Der jeweilige pH-Wert wird mit 0,1 normaler Natronlauge eingestellt und konstant gehalten. Die Temperatur der Betain esterlösung beträgt 21°C. Als Meßgeräte werden ein TTT60 Titrator, ein PHM64 Research pH-Meter, ein REC61 Servograph und eine Autobürette ABU12 der Firma Radiometer in Kopenhagen verwendet. Die Tabelle 1 gibt die Halbwertszeiten für die Verseifung an. Dabei wird eine Reaktion erster Ordnung zu grundegelegt.

Tabelle 1

Halbwertszeiten der hydrolytischen Spaltung einiger Betainester der Formel I gemessen in Stunden

Hierbei bedeuten BDE Betaindodecylester, BTE Betaintetra decylester, BHE Betainhexadecylester, BOE Betainoctadecyl ester, BBE Betainbehenylester (Behenylalkohol ist ein Gemisch aus Alkoholen R-OH mit etwa folgender prozentualer Verteilung der Alkylkettenlängen R: 15% C₁₈, 15% C₂₀ und 70% C₂₂.), und BLT-3E Ester aus Betain und Kokosfettalkohol (Kokosfettalkohol ist ein Gemisch aus Alkoholen R-OH mit etwa folgender prozentualer Verteilung der Alkylketten längen R: 8% C₈, 7% C₁₀, 48% C₁₂, 17% C₁₄, 9% C₁₆ und 2% C₁₈.), der mit durchschnittlich 3 Ethylen oxideinheiten pro Molekül oxethyliert ist.

Bei saureren pH-Werten als den in der Tabelle 1 angegebenen, sind die obengenannten Betainester nahezu völlig stabil.

Im Vergleich zu den zur Zeit in Haarpflegemitteln verwen deten kationischen Tensiden, wie zum Beispiel Cetyltrimethyl ammoniumchlorid, weisen die Betainester der Formel I in bezug auf die akute Toxizität ein wesentlich günstigeres Verhalten auf. In der Tabelle 2 ist beispielsweise die Do sis letalis media (LD₅₀) des Betaindodecylesters der des Cetyltrimethylammoniumchlorids gegenübergestellt.

Tabelle 2

LD₅₀ mg/kg mit Vertrauensgrenzen für 95% Wahr scheinlichkeit

Tabelle 2 zeigt, daß sowohl bei der Ratte als auch bei der Maus die LD₅₀ für Betaindodecylester wesentlich höher liegt als für Cetyltrimethylammoniumchlorid.

Die Augenverträglichkeit der in den erfindungsgemäßen Mitteln verwendeten Betainester, zum Beispiel des Betainoctadecyl esters, ist ebenfalls besser als die vergleichbarer, zur Zeit auf dem Markt befindlicher Substanzen, von denen Cetyl trimethylammoniumchlorid, C₂₀-C₂₂-Alkyltrimethylammonium chlorid oder ein Gemisch aus mit 3 Mol Ethylenoxid oxethy lierten Fettalkoholen besonders erwähnt seien.

Ebenso sind die Betainester der Formel I im Vergleich mit zur Zeit auf dem Markt befindlichen kationischen Tensiden, wie zum Beispiel Cetyltrimethylammoniumchlorid, Distearyl dimethylammoniumchlorid, C₂₀-C₂₂-Alkyltrimethylammonium chlorid oder kationaktives Laurinsäure-cholinesterchlorid, besser hautverträglich.

Obwohl die erfindungsgemäßen Haarpflegemittel auch aus Lösungen oder Suspensionen der Betainester oder deren Gemische alleine bestehen können, enthalten sie bevorzugt weitere, in kosmetischen Mitteln üblicherweise verwendete, Bestandteile.

Als übliche Bestandteile von Haarpflegemitteln kommen insbesondere Wasser, Alkohole, wie zum Beispiel Ethanol, n-Propanol, i-Propanol, mehrwertige Alkohole, wie Glycerin und Propylenglykol, anionische, kationische, amphotere oder nichtionogene Tenside, wie Fettalkoholsulfate, Fettal koholethersulfate, Alkylsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Fettsäurealkyltrimethylammoniumsalze, oxethylierte Fettal kohole, oxethylierte Nonylphenole, Fettsäurealkanolamide, weiterhin natürliche, modifizierte natürliche oder synthe tische Polymere, wie zum Beispiel Schellack, Alginate, Gelatine, Pektine, Cellulosederivate, Chitosan, Chitosan derivate, Chitinderivate, wobei letztere auch kationisch modifiziert vorliegen können, ferner Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Acrylsäure- oder Methacrylsäurepolymerisate, basische Polymerisate von Estern aus Acrylsäure oder Metha crylsäure mit Aminoalkoholen beziehungsweise die Salze oder Quaternisierungsprodukte dieser basischen Polymerisate, Polyacrylnitril sowie Copolymerisate aus derartigen Ver bindungen, wie Polyvinylpyrrolidon-vinylacetat, ferner Verdicker, wie Fettalkohole, Fettsäureester wie Fettsäure glyceride, oxethylierte Fettsäureglyceride, Stärke, flüssige und feste Paraffine, Isoparaffine, Vaseline, Wollwachs und Fettsäuren sowie außerdem Pflegestoffe wie Lanolin derivate, Cholesterin und Pantothensäure, weiterhin Farb stoffe, Pigmente, Parfümöle, Vitamine, Antioxidantien, Konservierungsmittel, wie zum Beispiel Formaldehyd und Salicylsäure, in Betracht.

Die erfindungsgemäßen Haarpflegemittel können auch in Form von Aerosolpräparaten vorliegen und enthalten dann als weiteren üblichen Zusatzstoff bis zu 10 Gew.-% Treibmittel. Als Treib mittel können Chlorfluoralkane, wie zum Beispiel CCl₃F, CCl₂F₂, C₂Cl₃F₃, CCl₂F-CCl₂F, CHCl₂F, CHClF₂ und CClF₂-CClF₂, leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel n-Butan und n-Propan, oder auch Dimethylether, CO₂, N₂O, N₂, CH₂Cl₂ und CCl₃-CH₃ Verwendung finden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiele für Haarpflegemittel

Beispiel 1: Haarspülung mit einem pH-Wert von 2,9
  3,00 g Betainoctadecylester
  0,30 g Betaindodecylester
  0,05 g Betainhydrochlorid
  0,10 g Parfümöl
  0,05 g Farbstoff
96,50 g Wasser
100,00 g

Betainoctadecylester und Betaindodecylester werden in der auf 70°C erwärmten Lösung von Betainhydrochlorid in Wasser gelöst und kalt gerührt. Bei 30°C werden Parfümöl und Farb stoff zugegeben. Es wird eine perlglänzende Haarspülung erhalten. Die Spülung wird auf stumpfem und porösem Haar angewendet. Das Haar ist nach der Behandlung leicht kämmbar und geschmeidig.

Beispiel 2: Haarpflegeemulsion mit einem pH-Wert von 2,3
  0,50 g Betaintetradecylester
  4,00 g Cetylalkohol
  0,02 g Farbstoff
  0,50 g Zitronensäure
  0,90 g Parfümöl
94,08 g Wasser
100,00 g

Der Betaintetradecylester wird im aufgeschmolzenen Cetyl alkohol gelöst und das mit der Zitronensäure versetzte, auf 80°C erhitzte Wasser, unter Rühren zugegeben. Nach der Abkühlung auf 30°C werden Farbstoff und Parfümöl zugerührt. Die Emulsion wird nach der Haarwäsche in einem Haar, das durch Färbungen porös und schlecht kämmbar geworden ist, gleichmäßig verteilt. Nach kurzer Ein wirkungszeit wird mit warmem Wasser gespült. Es wird ein sehr glatter, angenehmer Griff des Haares und eine gute Naßkämmbarkeit erreicht.

Beispiel 3: Haarkur mit einem pH-Wert von 2,4
  0,60 g Betainhexadecylester
  0,10 g Betainhydrochlorid
  1,60 g Octadecylalkohol
  0,50 g Glycerinmonodistearat
  1,50 g Vaseline
  0,10 g Linolensäure
  0,50 g Parfümöl
  0,03 g Farbstoff
95,07 g Wasser
100,00 g

Die Fettbestandteile werden bei etwa 85°C geschmolzen. In dem mit dem Betainhydrochlorid auf 90°C erwärmten Wasser wird der Betainhexadecylester gelöst und diese Lösung zu der Fettphase langsam zuemulgiert. Nach dem Erkalten werden Parfümöl und Farbstoff zugegeben. Es wird eine Emulsion erhalten, die durch Dauerwell- oder Farbbehandlungen geschädigten Haaren eine wesentliche Verbesserung bezüglich Griff, Kämmbarkeit und Glanz verleiht.

Beispiel 4: Fönlotion mit einem pH-Wert von 3,9
0,20 g Betainoctadecylester
0,10 g Parfümöl
30,00 g Ethanol
69,70 g Wasser
100,00 g

Es wird eine Fönlotion erhalten, die, vor dem Fönen auf dem gewaschenen, handtuchtrockenen Haar verteilt, der Bürste ein gutes Gleitvermögen verleiht und den Griff des Haares verbessert.

Beispiel 5: Aerosol-Schaumkur mit einem pH-Wert von 3,6
  0,05 g Betaindodecylester
  2,00 g Copolymerisat aus Polyvinylpyrrolidon und Vinylacetat (60 : 40)
  0,40 g Kationische Hydroxyethylcellulose
  0,20 g Parfümöl
12,00 g Ethanol 96%ig
80,35 g Wasser
  5,00 g Treibgas
100,00 g

10 g des obigen Produktes werden als Schaum auf das hand tuchtrockene Haar aufgebracht und gleichmäßig verteilt. Das Produkt verbleibt auf dem Haar und verleiht ihm beim Fönen eine gute Haltbarkeit sowie einen angenehmen Griff und Glanz.

Alle in dieser Anmeldung angegebenen Prozentzahlen stellen, soweit nicht anders vermerkt, Gewichtsprozente dar.

Claims

1. Saures Haarpflegemittel mit einem pH-Wert im Bereich von 2 bis 4,5, gekennzeichnet durch den Gehalt an mindestens einem Betainester der allgemeinen Formel I wobei R einen verzweigten oder geradkettigen, gegebenen falls mit 1 bis 80 Ethylenoxideinheiten oxethylierten, C₁₀-C₃₀-Alkylrest bedeutet, und X⁻ ein Anion, vorzugs weise ein Halogenid-, Sulfat-, Methosulfat- oder Phos phatanion, darstellt.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betainester der Formel I in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten ist.

3. Mittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert im Bereich von 2,3 bis 3,9 liegt.

4. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß der pH-Wert mit Essigsäure, Milchsäure, Zitronen säure, Salzsäure oder Betainhydrochlorid eingestellt ist.

5. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an niederen aliphatischen Alkoholen, Fett alkoholen, Fettsäureestern, Vaseline, Vitaminen, Wachsen und Wollwachs.