Brevet FR2845279A1 — publié le 20040409

Utilisation de latex cationiques non-filmogènes pour l'augmentation de volume de la chevelure La présente invention concerne l'utilisation de fines particules de latex 5 cationiques non-filmogènes pour augmenter le volume de la chevelure, des compositions capillaires contenant de telles particules de latex cationiques et un procédé de traitement des cheveux utilisant ces compositions. Il existe actuellement sur le marché un certain nombre de produits à 10 base de polymères filmogènes qui permettent d'apporter du volume à la chevelure. Toutefois, le dépôt des tels polymères filmogènes à la surface des cheveux leur confère généralement un toucher peu naturel. Une autre approche bien connue pour augmenter le volume de la coiffure est la déformation permanente des cheveux par un procédé utilisant 15 successivement un agent réducteur et un agent oxydant. L'exposition des fibres kératiniques à de telles conditions physico-chimiques relativement agressives se traduit toutefois par une dégradation de la kératine et par une altération des propriétés mécaniques et cosmétiques des cheveux. Par ailleurs, ce type de procédé modifie également le niveau de frisure des cheveux ce qui n'est pas 20 toujours un effet recherché par les personnes désireuses d'augmenter le volume de leur chevelure. Il n'existe actuellement aucun traitement permettant d'accroître le volume de la chevelure sans modification de la forme des cheveux ou altération du toucher de ceux-ci. La demanderesse a découvert qu'il était possible d'apporter du volume à la chevelure, sans dégradation des fibres kératiniques ni modification désagréable du toucher des cheveux, en traitant les cheveux avec une composition contenant un latex cationique non-filmogène tel que décrit ci30 après. Les particules de latex, du fait de leur très petite taille et de leur charge cationique, se fixent sur les fibres kératiniques et y restent adsorbées sans toutefois former un film polymérique susceptible de modifier le toucher des cheveux traités. La présente invention a par conséquent pour objet une composition de traitement capillaire comprenant, en dispersion dans un milieu liquide cosmétiquement acceptable, des particules de latex cationiques, * formées d'un polymère synthétique, obtenu par polymérisation radicalaire, ayant une température de transition vitreuse (Tg) supérieure ou égale à 30 C, * ayant une taille moyenne de particules comprise dans l'intervalle allant de nm à 200 nm, et * ayant un potentiel superficiel zêta () supérieur à +20 mV ainsi que l'utilisation d'une telle composition pour augmenter le volume de la 10 chevelure. On entend par latex dans la présente invention une suspension de particules en polymère synthétique, obtenue par polymérisation radicalaire en émulsion dans l'eau, généralement en présence d'agents tensioactifs. La 15 polymérisation en émulsion est une technique de polymérisation bien connue et l'on pourra se référer pour de plus amples détails notamment à l'ouvrage "Latexes, Preparation, Characterisation and Applications", édité par E. S. Daniels aux éditions ACS Symposium Series (ISBN 0-8412-2305-X). Les monomères formant les latex utilisés dans la présente invention 20 peuvent être choisis parmi tous ceux connus dans la technique, susceptibles d'être polymérisés en émulsion aqueuse. On peut citer à titre d'exemples de tels monomères les composés vinylaromatiques tels que le styrène, le méthylstyrène et le divinylbenzène, les monomères diéniques tels que le butadiène, le diméthylbutadiène, l'isoprène, le 25 1,3-hexadiène et le chloroprène, les acrylates et méthacrylates d'alkyle en CI-10 ou d'aryle tels que les (méth)acrylates de méthyle, d'éthyle, de n-butyle, de 2éthylhexyle, de tbutyle, isobornyle, de phényle et de benzyle, l'acétate de vinyle, l'acrylonitrile, le chlorure de vinyle et le chlorure de vinylidène, les alcènes tels que l'éthylène et le propylène, les monomères ou télomères fluorés 30 tels que les (méth)acrylates de fluoroalkyle, et l'c(xfluoroacrylate d'alkyle, l'acrylamide et ces dérivés alkylés tels que le N-méthylacrylamide et le Nisopropylacrylamide, le méthacrylamide, le (méth)acrylate de polyéthylèneglycol, le N-vinylacétamide, le N-méthyl-Nvinylacétamide, le Nvinylformamide, le N-méthyl-N-vinylformamide, les Nvinyllactames comportant un groupe alkyle cyclique en C49, l'acide acrylique, l'acide méthacrylique, les (méth)acrylates d'hydroxyéthyle et d'hydroxypropyle. Les monomères ci-dessus, doivent donner, après polymérisation, un polymère en dispersion dans l'eau dont la température de transition vitreuse est 5 supérieure à 30 C. Parmi ces polymères, on peut citer de façon non-exaustive, le polystyrène, le poly(acétate de vinyle), le poly(cz-méthylstyrène), le poly(acrylamide), le poly(acrylonitrile), le poly(chlorure de vinyle), les copolymères à base de styrène et de (méth) acrylate d'alkyle en C1-4, les copolymères à base de styrène et d'acrylamide, les copolymères à base de 10 styrène et d'acrylonitrile, les copolymères à base de styrène et d'acétate de vinyle, les copolymères à base d'acrylamide et de (méth)acrylates d'alkyle en C14, les copolymères à base d'acrylonitrile et de (méth)acrylate d'alkyle en Cl 4, les copolymères à base d'acrylonitrile et d'acrylamide, les terpolymères à base de styrène, d'acrylonitrile et d'acrylamide, le poly(méthacrylate de 15 méthyle), le poly(méthacrylate d'éthyle), les copolymères styrène/butadiène, styrène/acide acrylique, styrène/vinylpyrrolidone et butadiène/acrylonitrile. La taille moyenne des particules de latex de la présente invention doit être comprise entre 10 nm et 200 nm. Au-delà de cette limite supérieure, il est 20 très difficile d'immobiliser les particules sur les fibres kératiniques et l'effet recherché, c'est-à-dire l'augmentation du volume de la chevelure, est insuffisant. La demanderesse a obtenu des résultats particulièrement satisfaisants avec des particules ayant une taille moyenne de particules comprise dans l'intervalle allant de 50 à 150 nm. On entend par "taille de 25 particule" ici la dimension maximale qu'il est possible de mesurer entre deux points diamétralement opposés de la particule. Les techniques de mesure de la taille moyenne d'une suspension de particules sont l'observation directe par microscopie, notamment par microscopie à balayage électronique ou par microscopie à force atomique, mais on peut également utiliser des techniques 30 indirectes bien connues telles que la diffusion dynamique de la lumière. Les particules de latex de la présente invention ont de préférence une forme sphérique, mais il peut également s'agir de particules de forme aléatoire. Leur structure interne peut être de type noyau-enveloppe, en sandwich ou il peut s'agir de particules résultant de l'agglomération de sphères ("framboise"). La taille moyenne globale de tels agrégats de plusieurs sphères doit toutefois être comprise dans les limites indiquées ci-dessus. Pour plus de détails concernant les diverses structures de latex, on pourra se référer aux pages 235 - 238 de l'ouvrage précité "Latexes, Preparation, Characterisation and Applications". Le caractère non-filmogène à température ambiante (environ 20 'C) des latex cationiques utilisés est une caractéristique essentielle des compositions de traitement capillaire de la présente invention. En effet, comme 10 il est expliqué ci-dessus, les particules adsorbées ne doivent pas former un film polymérique à la surface de la fibre kératinique car cela entraînerait une modification indésirable du toucher des cheveux traités. Le caractère nonfilmogène à température ambiante des polymères utilisables dans la présente invention résulte d'une température de transition vitreuse (Tg), mesurée par 15 analyse calorimétrique différentielle (DSC, Differential Scanning Calorimetry) avec un gradient de température de 10 'C/minute, supérieure ou égale à 30 OC. Un tel polymère se trouvera, à température ambiante, dans un état vitreux qui ne permet pas la déformation plastique, indispensable à la formation d'un film. Des latex cationiques utilisés de préférence dans la présente invention 20 ont une température de transition vitreuse (Tg) supérieure à 40 'C, et en particulier supérieure à 50 'C. Le caractère cationique des latex utilisés dans les compositions de la présente invention est exprimé par le potentiel zêta (p), a savoir par la 25 différence de potentiel existant entre le plan de cisaillement (plan de coupure hydrodynamique) proche de la surface des particules et le sein du liquide de suspension. Pour rappel, ce plan de cisaillement se trouve au voisinage du plan extérieur d'Helmholtz, c'est-à-dire entre la couche rigide (couche de Sterm) et la couche diffuse (couche de Gouy - Chapman) d'ions entourant les particules. 30 Le potentiel zêta s'exprime en Volts, le millivolt étant l'unité la plus couramment utilisée en raison des faibles valeurs de différence de potentiel mesurées. Le potentiel zêta est déterminé classiquement par électrophorèse, c'est-à-dire par mesure de la vitesse de déplacement des particules dans un champ électrique. Cette vitesse est déterminée par diffusion de la lumière avec effet Doppler. De tels appareils de mesure du potentiel zêta (électrophorèse + laser à effet Doppler) sont commercialisés notamment par la société MALVERN INSTRUMENT sous la dénomination Zetasizer ou Zetamaster. Pour plus de détails concernant la définition du potentiel zêta et la 5 mesure de celui-ci, on pourra se référer à l'ouvrage intitulé "Phénomènes d'interfaces, Agents de surface" de J. Briant, publié aux éditions Technip (ISBN 2.7108.0578-2) respectivement aux pages 165 - 203 et aux pages 223 243. La valeur du potentiel zêta dépend fortement des conditions de mesure 10 et notamment de la composition du milieu de suspension (force ionique, pH) . Toutes les valeurs de potentiel zêta indiquées dans la présente demande ont été mesurées dans les conditions standard suivantes: * appareil de mesure: Zetamaster, société MALVERN, * suspension de particules à 50 ppm de matière active (latex) dans de 15 l'eau déminéralisée Milli-Q, * pH = 7, ajusté par addition d'HCl ou de KOH, * force ionique du milieu fixée par addition de 1,3 mMIl de KCI, * température: 25 OC. Le potentiel zêta des latex cationiques utilisés dans les compositions de la présente invention est de préférence supérieur à +40 mV, et en particulier supérieur à +60 mV. Il existe différentes techniques pour introduire des charges cationiques 25 dans des latex de polymères synthétiques parmi lesquelles on peut citer: * l'utilisation d'amorceurs radicalaires cationiques tels que l'azobisbutyroamidinium et le dichlorhydrate de 2,2'-azo-bis(2amidinopropane); cette technique qui aboutit à l'incorporation de charges cationiques à l'extrémité des chaînes du polymère ne permet généralement pas d'obtenir une 30 densité de charges très élevée à la surface des particules et doit généralement être utilisée en combinaison avec d'autres méthodes; * l'utilisation d'agents tensioactifs cationiques tels que le bromure de dodécyltriméthylammonium; cette technique permet l'obtention de densités de charges importantes qui sont toutefois simplement adsorbées à la surface des particules; - la copolymérisation, en combinaison avec les monomères nonioniques énumérés ci-dessus, d'une certaine fraction de comonomères 5 cationiques insolubles dans l'eau qui se trouvent ainsi incorporés dans chaîne macromoléculaire du polymère formant les particules; on peut citer à titre d'exemples de tels comonomères cationiques, les méthacrylates de N,Ndialkylaminoéthyle et de N,N-dialkylaminopropyle éventuellement quatemrnisés par un groupe alkyle en C16; la synthèse d'un tel latex cationique par 10 copolymérisation d'un monomère non ionique (styrène) et d'un monomère cationique (méthacrylate de N,N-diéthylaminoéthyle) est décrite par exemple dans l'article de B. Alince et al. dans Journal of Applied Polymer Science, 76, 1677 - 1682 (2000), et enfin * le greffage, c'est-à-dire la fixation covalente, d'un composé organique 15 cationique à la surface des particules de latex déjà formées. Les composés organiques cationiques peuvent être des composés de faible masse ou des polymères. On peut citer à titre d'exemple de la fixation d'un polymère cationique par greffage, la fixation d'une polyéthylèneimine thiolée sur un latex dont la surface a préalablement été fonctionnalisée par des groupes thiol, 20 selon le schéma réactionnel suivant: Monomères + latex CH2CI CH2C1 s /U lte polyéthylèneimine latex H2N NH2 t thiolée CH2C1 NH4+ Cl- CH2S-SH H202 C2-- PEI La concentration des particules de latex cationiques dans les 25 compositions de la présente invention est de préférence comprise entre 0, 001 % et 50 % en poids, en particulier entre 0,05 % et 5 % en poids et tout particulièrement entre 0,1 % et 2 % en poids, rapportée au poids total de la composition. On entend par "milieu cosmétiquement acceptable", un milieu ne 5 contenant pas d'ingrédients incompatibles, pour des raisons toxicologiques, avec une application sur le corps humain, et notamment sur la peau et les phanères. Le milieu liquide cosmétiquement acceptable est de préférence un milieu aqueux contenant éventuellement une certaine fraction d'un ou de 10 plusieurs solvants organiques tels que les alcanols inférieurs, en particulier l'éthanol et l'isopropanol, l'alcool benzylique, les polyols tels que le glycérol, les alkylèneglycols et polyalkylèneglycols tels que le propylèneglycol, le dipropylèneglycol et le butylèneglycol, l'acétone, la méthyléthylcétone, l'acétate de méthyle, l'acétate d'éthyle, le diméthoxyéthane ou le 15 diéthoxyéthane. Les compositions de traitement capillaires de la présente invention peuvent contenir en outre un ou plusieurs principes actifs et/ou adjuvants de formulation connus tels que des silicones, volatiles ou non, des huiles 20 minérales, organiques ou végétales, des cires oxyéthylénées ou non, des paraffines, des alcanes en C5.10, des acides gras, des amides gras, des esters gras, des alcools gras, des agents réducteurs, des agents oxydants, des séquestrants, des agents épaississants, des agents adoucissants, des agents antimousse, des agents hydratants, des agents émollients, des agents d'ajustement 25 et de fixation du pH, des filtres solaires, des colorants directs ou des précurseurs de colorants d'oxydation, des pigments, des agents nacrants, des agents peptisants, des conservateurs, des agents tensioactifs, des polymères fixants, des agents plastifiants, des polymères conditionneurs, des protéines et des vitamines. L'homme du métier, en choisissant ces adjuvants, veillera en particulier à ce qu'ils ne nuisent pas aux qualités intrinsèques des compositions de l'invention. Les compositions selon la présente invention peuvent être conditionnées dans des dispositifs aérosol et contiennent alors un agent propulseur. On peut utiliser n'importe quel gaz comprimé ou liquéfié couramment employé pour la fabrication de compositions aérosol. On utilisera 5 de préférence le gaz carbonique, l'azote comprimé, le diméthyléther, les hydrocarbures, les hydrocarbures halogénés, en particulier fluorés, et des mélanges de ces agents propulseurs. Les compositions de la présente invention peuvent se présenter sous la 10 forme d'une lotion, d'un spray, d'un spray aérosol, d'une mousse aérosol, d'un après-shampooing ou d'un shampooing. L'invention a en outre pour objet un procédé de traitement capillaire comprenant a l'application sur les cheveux, secs ou humides, d'une composition contenant, en dispersion dans un milieu liquide cosmétiquement acceptable, des particules de latex cationiques telles que définies ci-avant, * éventuellement une étape de rinçage des cheveux, et * le séchage des cheveux. Le demanderesse a découvert que les latex cationiques utilisés dans les compositions de traitement de la présente invention avaient une excellente affinité pour les cheveux qui permettait de les utiliser non seulement en application directe sans rinçage mais également par exemple sous forme de shampooing ou d'après-shampooing en application rincée. Le séchage des cheveux peut se faire à l'air libre à température ambiante mais également avec un apport de chaleur sous forme de rayonnement ou d'air chaud. Exemple 1 Lotion coiffante On prépare la lotion coiffante A selon l'invention et la lotion témoin B suivantes: ingrédient composition A composition B (selon l'invention). (témoin) latex cationique* 1,0 g de matière active aminométhylpropanol q.s.p. pH 7 q.s.p. pH 7 éthanol 10 g 10 g parfum q.s. q.s. eau q.s.p. 100 g q.s.p. 100 g * BASOPLAST 265 D, BASF Le latex cationique (BASOPLAST 265 D, BASF) utilisé dans la composition A selon l'invention présente un potentiel zêta de 48 mV 1 mV, une température de transition vitreuse, mesurée par DSC, de 50 C + 1 C et une taille moyenne de particules (moyenne en nombre, déterminée par diffusion dynamique de la lumière à l'aide d'un laser He-Ne et corrélateur 15 BrookhavenBI9000) de 75 nm. On applique 5 g de chacune des lotions coiffantes ci-dessus (compositions A et B) respectivement sur 10 chevelures. Les caractéristiques cosmétiques des coiffures sont évaluées par un groupe de 10 experts. 20 L'ensemble des experts indiquent, de façon systématique, que l'application de la composition selon l'invention (composition A) contenant un latex cationique, apporte plus de volume à la chevelure que la composition témoin (composition B) et n'altère pas le toucher naturel des cheveux. Exemple 2 Mousse de coiffage On prépare les deux compositions C et D suivantes ingrédient composition C composition D (selon (témoin) l'invention) Latex cationique de l'ex. 1 1 g m.a.* Acétate d'amidon 5 g m.a.* 5 g m.a.* Polysorbate 20 0,1 g m.a.* 0,1 g m.a.* Cocamidopropylbétaine 0,5 g m.a.* 0,5 g m.a.* Laureth-4 0,3 g m.a.* 0,3 g m.a.* Mélange 5 g m.a.* 5 g m.a.* Isobutane/butane/propane* * * Conservateur q.s. q.s. Parfum q.s. q.s. Eau q.s.p.100 g q.s.p.100 g *m.a. = matière active * * AERON 3.2 de la société SOLVADIS On applique 5 g de chacune des mousses de coiffage cidessus (compositions C et D ci-dessus) respectivement sur 10 chevelures. Les 10 caractéristiques cosmétiques des coiffures sont évaluées par un groupe de 10 experts. L'ensemble des experts indiquent, de façon systématique, que l'application de la composition selon l'invention (composition C) contenant un latex cationique, apporte plus de volume à la chevelure que la composition témoin (composition D) sans altérer le toucher naturel des cheveux. 15 Exemple 3 Shampooing On prépare les compositions de shampooing composition suivante: E et F ayant la ingrédient Composition E Composition F (selon l'invention) (témoin) Latex cationique de l'exemple 1 1 g m.a.b) 1 g m.a. b) Sodium Laureth sulfatea) 20 g m.a.b) 20 g m.a.b) Cocobetainea) 4 g m.a. b) 4 g m.a.b) Cocamide MIPAa) 2 g m.a.b) 2 g m.a.b) Sodium Cetearyl Sulfatea) 0,8 g m.a.b) 0,8 g m.a.b) Carbomera) 0,2 g m.a.b) 0,2 g m.a.b) Dimethiconea) 2 g m.a.b) 2 g m.a.b) Conservateur q.s. q.s. Parfum q.s. q.s. Eau q.s.p.100 g q.s.p.100 g a) dénomination CTFA Cosmetic Ingredient Handbook b) m.a. = matière active On applique 5 g de chacune des compositions de shampooing E et F respectivement sur 10 chevelures de cheveux caucasiens naturels châtains de 20 cm de long et, après un temps de pose de 2 minutes, on les rince à l'eau et on les sèche au sèchecheveux. Un groupe de 10 experts indiquent que, dans 15 tous les cas, l'application de la composition selon l'invention (composition E) contenant un latex cationique apporte plus de volume à la chevelure que la composition témoin (composition F) sans altérer le toucher naturel des cheveux. Ce dernier exemple montre que les compositions selon l'invention sont efficaces du point de vue de l'augmentation du volume de la chevelure même en application rincée. REVENDICATIONS 1. Composition de traitement capillaire comprenant, en dispersion dans un milieu liquide cosmétiquement acceptable, des particules de latex cationiques, * formées d'un polymère synthétique, obtenu par polymérisation radicalaire, ayant une température de transition vitreuse (Tg) supérieure ou égale à 30 C, * ayant une taille moyenne de particules comprise dans l'intervalle allant de nm à 200 nm, et * ayant un potentiel superficiel zêta () supérieur à +20 mV. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la taille moyenne des particules de latex est comprise entre 50 et 150 nm. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que la température de transition vitreuse (Tg) du polymère formant les particules de latex est supérieure à 40 C, de préférence supérieure à 50 C. 4.Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le polymère synthétique formant les particules de latex est choisi parmi les homopolymères et copolymères à base de monomères vinylaromatiques, de monomères diéniques, d'acrylates et de méthacrylates d'alkyle en C1l-10 ou d'aryle, d'acétate de vinyle, d'acrylonitrile, 20 de chlorure de vinyle, de chlorure de vinylidène, d'alcènes, de monomères ou télomères fluorés, d'acrylamide et ces dérivés alkylés, de méthacrylamide, de (méth)acrylate de polyéthylèneglycol, de N-vinylacétamide, de Nméthyl-Nvinylacétamide, de N-vinylformamide, de N-méthyl-N-vinylformamide, de Nvinyllactames comportant un groupe alkyle cyclique en C4-9, d'acide acrylique, 25 d'acide méthacrylique, de (méth)acrylate d'hydroxyéthyle et d'hydroxypropyle. 5.Composition selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le potentiel zêta () des particules de latex est supérieur à +40 mV, de préférence supérieur à +60 mV. 6.Composition selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisée par le fait que la charge cationique des particules de latex est introduite * par utilisation d'un amorceur cationique, * par utilisation d'agents tensioactifs cationiques lors de la polymérisation en émulsion, * par copolymérisation de comonomères cationiques, et/ou * par greffage covalent d'un composé organique cationique à la surface des particules de latex. 7. Composition selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l'on utilise, en tant qu'amorceur cationique, l'azobis-butyroamidinium. 8. Composition selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on utilise, en tant qu'agent tensioactif, le bromure de dodécyltriméthylammonium. 10 9. Composition selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on utilise, comme comonomères cationiques, les méthacrylates de N,Ndialkylaminoéthyle et de N,N-dialkylaminopropyle éventuellement quaternisés par un groupe alkyle en C16. 10. Composition selon la revendication 6, caractérisée par le fait que 15 le composé organique greffé à la surface des particules de latex est une polyéthylèneimine thiolée (PEI-SH). 1 1.Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle contient de 0,001 % à 50 % en poids, de préférence de 0,05 % à 5 % et en particulier de 0,1 % à 2 % en poids 20 de particules de latex cationiques, rapporté au poids total de la composition. 1 2.Composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle se présente sous la forme d'une lotion, d'un spray, d'un spray aérosol, d'une mousse aérosol, d'un aprèsshampooing ou d'un shampooing. 13. Procédé de traitement capillaire comprenant * l'application sur les cheveux, secs ou humides, d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, * éventuellement le rinçage des cheveux, et * le séchage des cheveux. 1 4.Utilisation d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 pour augmenter le volume de la chevelure.