水相中有层状分散的油包水型头发调理剂 【发明背景】
传统的头发调理剂将阳离子表面活性剂与长链脂肪醇结合使用以得到所需的粘度和不透明的外观。人们普遍认为调理特性主要源于烷基阳离子季铵盐化合物与脂肪醇的混合物所形成的层状凝胶相沉淀。多数美国调理剂使用双烷基阳离子季铵盐，而多数欧洲配方使用单烷基阳离子季铵盐。两种体系的差别在于双烷基阳离子季铵盐自身可形成层状凝胶相，而单烷基阳离子季铵盐水溶性太好，自身不能形成层状凝胶相，需加入脂肪醇以形成层状凝胶结构。
最近的研究结果表明欲使调理剂达到最佳湿发梳理效果，应减少脂肪醇的用量。但是，众所周知，从以双烷基为基础的调理剂中除去脂肪醇后会使产品透明而且稀薄。这些结果在消费者看来是不好的。因此本领域的一个问题就是使无脂肪醇的含层体系稠化且不透明。在本发明中，通过使用具有分散于内部水相的层状凝胶颗粒的高内相油包水乳液而使所得组合物同时具有高的粘度和不透明的外观。
以下为本领域发明地清单。
US 4,057,622；US 5,539,021；US 5,534,246；EP 0435483；JP 10137576；US 5,688,831；US 4,784,844；EP 160430；JP 7165529；
日本专利申请特开平3-193718(1991年8月23日公布)；和
JP 2068137
本发明目的在于提供可被消费者从审美角度接受的新的不透明的油包水乳液型调理组合物，提高湿发及干发的梳理性，使干发保留令人满意的化妆性能及物理特性。这些组合物易于漂洗，并使干发具有干燥柔软的感觉。发明概述
本发明涉及在内部水相中具有层状分散的不透明的头发调理组合物。
本发明的目的在于提供一种不透明而且稠的，同时不含有用于使体系增稠及不透明的脂肪醇，并且具有提高了效能的调理剂。
更优选地，本发明涉及一种不透明的头发调理组合物，其为油包水乳液，包括：
a)约40％-约95％的水相，包括(i)水和(ii)一种阳离子表面活性剂，可形成层状分散，通常为水相的约0.1-约10％。
b)约0.5-约30％的油，包括一种挥发性的硅氧烷化合物，一种不挥发性硅氧烷化合物，一种挥发性的烃化合物，一种不挥发性的烃化合物，或其混合物。
c)约0.1-约20％的硅氧烷表面活性剂。
d)可选用的化合物是那些不能单独形成层状相，但可在有阳离子表面活性剂时参与形成层状相的化合物，其量为水相的0-约10wt％，优选为约0.1-5wt％。作为例子的这类化合物包括双长链烷基胺(即C10至C22)，长链脂肪醇(即C10至C22)，乙氧基化的脂肪醇。
阳离子表面活性剂最优选的用量为水相的约1-约5％。
水相的用量为约70-约92％，最优选为约75-约90％。
组分b的用量为水相的约3-约20％，最优选为水相的约5-约15％。
硅氧烷表面活性剂优选的用量为水相的约0.1-15％，最优选为水相的约0.1-10％。
本发明组合物粘度在80°F测定时有如下的粘度范围：用Brookfield在T-锭子(TA或TB)，0.5rpm时为20000cps-600000cps；用RV在4-6锭子，20rpm时为100cps-20000cps。
最优选，本发明涉及不透明头发调理组合物，其为油包水型乳液，包括：
a)水相中含有约1-约6％的阳离子表面活性剂；
b)约0-约10％的硅氧烷油或约0-约10％的烃油，前提条件是硅氧烷油和烃油不能同时为0。
c)约0.4-约7％的硅氧烷表面活性剂。
这些组合物的油相包括组分b和c，水相包括组分a。
已如上文所述，在本发明中，通过使用分散于内部水相的具有层状凝胶颗粒的高内相油包水型乳液，该组合物既具有高的粘度又具有不透明的外观，这些组合物将层状凝胶相带到头发上。
本发明的另一方面是提供一种处理头发的方法，通过将本发明的不透明调理剂用于头发而使其产生一种具有美感、令人满意物理性质调理良好的头发。
本发明的另一方面在于提供了一种易于从头发上清洗的调理组合物。由于层状分散的存在，本发明组合物易于从头发中洗去。
发明详述
除非另外指出，本文中，％表示重量％。本文提及的起始物质或者是众所周知的，或者是可以用已知方法制备的。
“层状”一词意为感胶离子的层状相。
包括层状分散的层状相由被溶剂，通常是水，分开的表面活性剂双层的堆积组成。表面活性剂的非极性部分彼此相连形成双层单元。水被分散在表面活性剂极性官能团的层之间。在本发明中，层状相在室温下由一种多层囊状(或脂质体)结构组成，即，本发明所用表面活性剂体系的krafft温度高于25℃。Krafft温度对应于表面活性剂中烃链的熔点，低于此温度时表面活性剂中烃链类似固体且有序。例如，氯化二硬脂基二甲胺的Krafft温度为约47℃。低于此温度，包括在室温下，该表面活性剂形成层状分散相，且其粒径范围为低于微米级至十微米。
更特别地，本发明涉及一种不透明头发调理组合物，其为油包水型乳液，包括：
a)约40％-约95％的水相，包括(i)水和(ii)一种阳离子表面活性剂，可形成片状分散，通常为水相的约0.1-约10％。
b)约0.5-约30％的油，包括一种挥发性硅氧烷化合物，一种不挥发性硅氧烷化合物，一种挥发性烃化合物，一种不挥发性烃化合物，或其混合物。
c)约0.1-约20％的硅氧烷表面活性剂。
d)可选用的化合物是那些不能单独形成层状相，但可在有阳离子表面活性剂时参与形成层状相的化合物，其量为水相的0-约10wt％，优选为约0.1-5wt％。作为例子的这类化合物包括双长链烷基胺(即C10至C22)，长链脂肪醇(即C10至C22)，乙氧基化的脂肪醇。
阳离子表面活性剂最优选的浓度范围为水相的约1-约5％。
水相的用量为约70-约92％，最优选为约75-约90％。
组分b的用量为水相的约3-约20％，最优选为水相的约5-约15％。
硅氧烷表面活性剂优选的用量为水相的约0.1-15％，最优选为水相的约0.1-10％。
最优选，本发明涉及不透明头发调理组合物，其为油包水型乳液，包括：
a)水相中含有约1-约6％阳离子表面活性剂；
b)约0-约10％的硅氧烷油或约0-约10％的烃油，前提条件是硅氧烷油和烃油不能同时为0。
c)约0.4-约7％的硅氧烷表面活性剂。
这些组合物的油相包括组分b和c。水相包括组分a。
已如上文所述，在本发明中，通过使用分散于内部水相的具有层状凝胶颗粒的高内相油包水型乳液，组合物具有高的粘度和不透明的外观，这些组合物将层状凝胶相带到头发上。
本发明的另一方面是提供一种处理头发方法，通过将本发明的不透明调理剂用于头发而使其产生一种具有美感、令人满意的物理性质调理良好的头发。
本发明的另一方面在于提供了一种易于从头发上清洗的调理组合物。由于层状分散的存在，本发明组合物易于从头发中洗去。
本发明组合物中的阳离子表面活性剂可以具有如下结构：其中R1是包括约8-约20个碳原子的烷基；R2选自包括约8-约20个碳原子的烷基、氢原子、甲基、乙基、羟甲基、和羟乙基；R3选自苯基、氢原子、甲基、乙基、羟甲基和羟乙基；R4选自氢原子、甲基、乙基、羟甲基和羟乙基；X是阴离子。水溶性季铵化合物中的季氮原子也可以是含氮杂环，如吗啉或吡啶组分的结构部分。季铵化合物的阴离子可以是任意的阴离子，如氯化物、甲基硫酸盐、乙基硫酸盐、硝酸盐、溴化物、甲苯磺酸盐，醋酸盐或磷酸盐。
水溶性季铵盐化合物含有一或两个含约8个-约18个碳原子的长链烷基。另外，长链烷基还可包括，或作为替代，碳和氢原子，醚键或类似的水溶性键。季铵化合物的季氮上另外的两个或三个取代基可以是氢；苄基；或短链烷基或羟烷基，如甲基，乙基，羟甲基或羟乙基；或其组合，其特征可以相同，也可以不同。
水溶性季铵盐化合物的例子包括，但不限于，月桂基trimonium氯化物；Quaternium-16；月桂基二甲基苄基氯化铵；油基二甲基苄基氯化铵；二月桂基dimonium氯化物；十六烷基二甲基苄基氯化铵；双十六烷基dimonium氯化物；月桂基氯化吡啶鎓；十六烷基氯化吡啶鎓；soyatrimonium氯化物；polyquaternium-6；polyquaternium-7；瓜尔胶羟基丙基trimonium氯化物；polyquaternium-11；polyquaternium-5；polyquaternium-10；polyquaternium-24；cetrimonium氯化物；Quaternium-24；mytrimonium氯化物；PEG-2 cocomonium氯化物；PEG-2椰子基quaternium 4；PEG-15椰子基quaternium 4；PEG-2硬脂基quaternium 4；PEG-15硬脂基quaternium 4；PEG-2油基quaternium 4；PEG-15油基quaternium 4，及其混合物，其中化合物命名由由化妆品、化妆用品和香料联合会提供，列于CTFA化妆组分词典，第4版，1991年，在此及之后称作CTFA词典，其他水溶性的季氨盐化合物列于CTFA化妆品组分手册，第1版，1988年(在此及之后称作CTFA手册)，第40-42页，在此引入作为参考。
本发明组合物中所用的硅氧烷表面活性剂或乳化剂的例子是二甲基硅氧烷，其为一种二甲基硅氧烷聚合物，含有聚氧乙烯和/或聚氧丙烯侧链，如MI州Midland的DOW CORNING公司提供的DOWCORNING 3225C和5225C FORMULATION AID，弗吉尼亚州Hopewell的Goldschmidt Chemical公司提供的ABIL EM97，和康奈提格州Danbury的OSI Specialties公司提供的SILWETTM系列产品。其中二甲基硅氧烷共聚多醇的侧链总共含有约15个或更少的环氧乙烷和/或环氧丙烷单体单元。二甲基硅氧烷共聚多醇通常用于与硅氧烷联用，因为油溶性的，硅基表面活性剂极易溶于挥发性的或不挥发性硅氧烷化合物，且特别不易溶于水。
用于本发明组合物的二甲基硅氧烷共聚多醇，可以是HLB值低于10的二甲基硅氧烷共聚多醇，更优选的HLB值是约2-约8。这些二甲基硅氧烷共聚多醇的分子量可以是约600-约20,000。这些二甲基硅氧烷共聚多醇可来自于SILWET系列，如DC5225C和DC3225C。烷基二甲基硅氧烷如十六烷基二甲基硅氧烷也可用于本发明组合物。
二甲基硅氧烷共聚多醇可具有如下的分子式：其中
PE＝-CH2CH2O(EO)m(PO)nZ
其中Me是甲基，EO是乙烯基氧基，PO是1，2-丙烯氧基，x和y为1或更大，m和n是0或更大，前提条件是PE部分的分子量必须大于1,000，且Z是氢或低级烷基(如C1-C5烷基)。
油溶性硅基表面活性剂的另一个例子，但不限于，是一种烷基二甲基硅氧烷共聚多醇，如弗吉尼亚州Hopewell的GoldschmidtChemical公司提供的ABIL EM90，烷基二甲基硅氧烷共聚多醇具有如下结构：其中p是从7-17的数字；
q是从1-100的数字；
m是从1-40的数字；
n是从0-200的数字；
PE是(C2H4O)a(C3H6O)b-H，其分子量为约250至约2000，其中a和b的选择应使C2H4O/C3H6O重量比值为100/0-20/80。可包括于本发明组合物中的挥发性硅氧烷油的结构
本发明组合物中的硅氧烷油相包括一种挥发性硅氧烷油，一种不挥发性硅氧烷油相或其混合物，优选为挥发性硅氧烷化合物。挥发性硅氧烷化合物的例子包括，但不局限于，挥发性的低分子量聚二甲基硅氧烷化合物。其可为线性的或环状的聚二甲基硅氧烷化合物，且粘度为约0.5-10cst(厘沲)。优选的挥发性聚二甲基硅氧烷化合物的粘度值为约0.5-约6cst。
环状的，挥发性的低分子量聚二甲基硅氧烷化合物，在CTFA词典中定义为cyclomethicones，是本发明组合物中优选使用的硅氧烷。这些挥发性的化合物平均每个分子(六甲基环三硅氧烷，八甲基环四硅氧烷，十甲基环戊硅氧烷，十二甲基环己硅氧烷，和它们的混合物)含有约3至约6个-[O-Si(CH3)2]-重复单元；常压下沸点为约150℃-约250℃。特别优选每分子聚二甲基环硅氧烷平均含有约4-约5个重复单元。适合的cyclomethicones有MI州Midland的DOWCORNING公司以商品名DOW CORNING 245 Fluid，DOW CORNING 344Fluid和DOW CORNING 345 Fluid出售的产品，和纽约Waterford的通用电气公司出售的SILICONE SF-1173和SILICONE SF-1202。
线性的低分子量挥发性聚二甲基硅氧烷化合物的一个例子在CTFA词典中被定义为十甲基环戊硅氧烷，其商品各为DOW CORNING200 Fluid，粘度为1.5cst，沸点195℃。其他线性聚二甲基硅氧烷包括八甲基三硅氧烷，十甲基戊硅氧烷也可用于本发明的组合物。可包括于本发明组合物中的挥发性烃油的结构
挥发性烃油相包括约6-20个碳原子。优选的挥发性烃化合物是含有8-16个碳原子的脂肪烃，其沸点为约100℃-250℃。挥发性烃化合物的例子包括异十二烷和异十六烷，即，新泽西SouthPlainfield的Presperse公司提供的PERMETHYL 99A，PERMETHYL101A。其他例子可用通用结构式(I)表示，其中n为2-3。
挥发性烃化合物的另一个例子是ISOPAR M(德克萨斯州Baytown的EXXON Chemical公司提供的C12-C14异链烷烃)。可包括于本发明组合物中的不挥发性硅氧烷化合物的结构
不挥发性硅氧烷化合物的例子包括聚二甲基硅氧烷、聚烷基硅氧烷，聚芳基硅氧烷或聚烷基芳基硅氧烷。不挥发性硅氧烷是无官能团的硅氧烷或硅氧烷混合物，其在25℃时的粘度为约10-约10,000cst，最优选为约10-约500cst。不挥发性硅氧烷化合物在常压下的沸点大于约250℃。苯基三甲基硅氧烷也可用作不挥发性硅氧烷化合物。例子包括Dow Corning公司出售的DC 556 fluid。可包括于本发明组合物中的不挥发性烃化合物结构
不挥发油相也可以包括一种不挥发性烃化合物，如矿物油，异二十烷。其他可作为例子的化合物包括不溶于水的润肤剂，如含有至少约10个碳原子，优选为约10-约32个碳原子的酯。合适的酯包括，但不限于，如包括豆蔻酸异丙酯的脂肪单烃基醇酯和包括己二酸二辛酯的多羧酸的脂肪二或三酯。可包括于本发明组合物中的聚合树脂
本发明的组合物也可以包括聚合化合物，其可以是头发固色剂或薄膜形成剂，后者使头发具有定型保持性，如头发定型的特性。头发固色剂一般为均聚物、共聚物或三聚物。聚合物可以是非离子、两性离子或阳离子型。头发固色剂的例子包括，但不限于丙烯酰胺共聚物、聚乙烯共聚物；可在水中分散的聚酯；阳离子纤维素；聚丙烯酰胺、Polyquaternium-1、Polyquaternium-2、Polyquaternium-4、Polyquaternium-5、Polyquaternium-6、Polyquaternium-7、Polyquaternium-8、Polyquaternium-9、Polyquaternium-10、Polyquaternium-11、Polyquaternium-12、Polyquaternium-13、Polyquaternium-14、Polyquaternium-15、Polyquaternium-16、Polyquaternium-28、PVP(聚乙烯基吡咯烷酮)、PVP/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯酯共聚物、乙烯基吡咯烷酮和长链α-烯烃的共聚物、乙烯基己内酰胺/乙烯基吡咯烷酮/二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯三聚物、N-烷基吡咯烷酮，及其混合物。可包括在本发明组合物巾的可选择的化合物的例子
这类化合物的例子包括双长链烷基胺(即C10-C22)、长链脂肪胺(即C10-C22)、长链脂肪醇(即C10-C22)、乙氧基化脂肪醇和双尾磷脂。可参与形成层状分散相的特定的化合物包括二棕榈基胺、硬脂酰胺基丙基二甲基胺，十六烷基醇、硬脂基醇、steareth-2、steareth-12、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱及其混合物。
包括在本发明组合物中的其他可选择的组分可以是石蜡烃、凡士林固态石蜡烃、角鲨烯、烯烃齐聚物等；酰胺基胺如硬脂酰胺基丙基二甲基胺，异硬脂酰胺基乙基吗啉，山萮酰胺基丙基二甲基胺等；保湿剂如甘油、丙二醇、丙三醇、山梨醇等；酯类如棕榈酸异丙酯、豆蔻酸异丙酯和硬脂酸硬脂基酯等；乳化剂如单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸脱水山梨醇酯、硬脂酸聚氧乙烯酯等；纤维素衍生物如羟丙基纤维素、阳离子纤维素、羟乙基纤维素等；增稠剂如天然聚合物等；以及其他组分如溶剂、杀菌剂、颜料和香料。
本发明的组合物可以呈可留在头发中或可清洗掉的调理剂的形式。
本发明的组合物可以通过本领域技术人员公知的方法进行制备。在本发明组合物制备过程所用的组分可以是已知的，也可以通过公知的方法制备得到。
为了将本发明的可清洗掉的组合物用于头发调理，首先将头发润湿，然后涂敷本发明的组合物，之后使其在头发中起泡，最后清洗头发。选择性地，水和调理剂可以同时涂敷头发。可以在刚刚使用香波后，在头发仍然润湿的时候使用组合物进行调理，或者也可以将调理与洗发分开进行。
本发明的组合物可以是上述可留在头发中的调理剂。在这种情况下，本发明的组合物通常通过手指简单地将其揉入头发中。
本发明的组合物在没有使用脂肪醇的情况下即呈现意想不到的优良调理效果。
本发明的组合物可以按如下步骤制备：
1)用阳离子表面活性剂和水制备层状分散相。加热可以完成此步骤。
2)将油相与硅氧烷表面活性剂预混。
3)乳化1和2。
为阐述本发明所达到的新的意想不到的结果，制备了如下所示的本发明组合物。这些组合物通过用已知的原料或可用已知方法得到的原料制备得到。这些组合物的制备方法在本领域中是已知的或者是与已知方法相类似。
本发明的组合物为如下的组合物：使用了不同类型硅氧烷乳化剂的高内相乳液的例子组成A B C D油相Abil EM 901 4Abil EM 972 5Silwet 76223 5Amersil ME-3584 2Cyclomethicone，DC245 11 13 4.2Cyclomethicone，DC244 15水相水83 80 78.5 92Varisoft TA-1005 2 2 1.5 1.8
1十六烷基二甲基硅氧烷共聚多醇，100％的活性，由Goldschmidt公司提供。
2二甲基硅氧烷共聚多醇和环戊硅氧烷，85％的活性，由Goldschmidt公司提供。
3二甲基硅氧烷共聚多醇，100％的活性，由OSI Specialties公司提供。
4环甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷共聚多醇，10％的活性，由新泽西州Edison的Amerchol公司提供。
5二硬脂基二甲基氯化铵，100％的活性，由康奈提格州Greenwich。的Witco公司提供。
下面是使用了不同类型非挥发性外用油高内相乳液的例子组成 E F G H I油相Abil EM 90 3 4.5 3.2 4 4DC556 SiliconeFluid6 14 轻质矿物油 13.5 棕榈酸异丙酯 7 己二酸二辛酯 10.3 己基三 甲基硅氧烷 8 水相 水 81 80.5 88 84 86.1 Varisoft TA-1005 2 1.5 1.8 1.7 1.9
6聚苯基甲基硅氧烷，非挥发性硅氧烷，100％的活性，由DowCorning公司提供。不同组成的湿发梳理力的数据的例子
一般情况下，湿发梳理力越低，湿发调理效果越好。常规调理剂的湿发梳理力为约10-约20gm。
湿发梳理实验在Instron 5500系列设备上进行。所有的测试均通过在漂白和卷曲的2gm头发卷上使用0.3ml产品进行。组成J K L油相DC 3225C 7 7DC200，5cst 3 3香料 0.25 0.25水相水92.6 85.45 83.45Varisoft 432 PPG (30％双十六烷基dimonium氯化物) 7 6NaCl 4防腐剂0.4 0.3 0.3总计100 100 100梳理力(gm力)9.9 21.6 7.9组成MNOPQR重量百分数重量百分数重量百分数重量百分数重量百分数重量百分数油相DC 5225C555755DC 200，5 cst3333DC 200，1.5 cst222DC 2455全甲基101A5香料0.250.250.250.250.250.25水相软水83.4585.2584.4584.4585.2585.25Varisoft 432 PG(30％双十六烷基dimonium氯化物)6二硬脂基dimonium氯化物04.2554.24.2防腐剂0.30.30.30.30.30.3总计100100100100100100梳理力(gm力)9.78.98.07.99.010.3
本发明组合物与市售组合物相比，其湿发梳理力相等或更好。
制备了一种包括定型树脂、具有定型特性的本发明组合物，该组合物表示如下。组成S组分实际的wt％去离子水86.2 PVP K-90a1.0 Polyquaterium-4，96％活性1.0二硬脂基dimonium氯化物，95％活性0.5Brij 58b0.3Dow Corning 2-1391乳液c1.0环戌硅氧烷3.0Dow Corning 5225Cd7.0
a PVP K-90，聚乙烯基吡咯烷酮，100％粉末，由新泽西州Belleville的ISP Van Dyk公司提供。
b Brij 58；聚氧乙烯基(20)十六烷基醚，德国Wilmington的ICI Surfactants公司提供
c Dow Corning 2-1391乳液，支化二甲基硅氧烷和TEA十二烷基苯磺酸酯及Laureth-23，26％活性；MI州Midland的Dow Corning公司提供。
d环甲基硅氧烷和二甲基硅氧烷共聚多醇，10％活性，MI州Midland的Dow Corning公司提供。