ПОЛИСАХАРИДНЫЙ ПРОДУКТ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И ПРОЗРАЧНОСТЬЮ В ВОДНЫХ КОМПОЗИЦИЯХ НА ОСНОВЕ ПАВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
POLYSACCHARIDE PRODUCT WITH IMPROVED CHARACTERISTICS AND CLARITY IN SURFACTANT-BASED AQUEOUS COMPOSITIONS AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF (VERSIONS)

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к полисахаридным композициям и более конкретно к катионным, анионным, неионогенным или амфотерным полисахаридным композициям, которые при добавлении в различные композиции средств личной гигиены или бытовой химии обеспечивают образование относительно прозрачной композиции.
Предпосылки создания настоящего изобретения
Было установлено, что композиции средств личной гигиены, содержащие катионные полимеры, оказывают благоприятное действие с точки зрения реологических, загущающих свойств, густоты пены и кондиционирующих свойств на поверхность-субстрат волос и кожи. Катионные полимеры также улучшают отложение других активных агентов, оказывающих благоприятное действие, таких как силикон и производные силикона, агенты против перхоти, красители, увлажняющие агенты, смягчающие вещества. Катионные полимеры могут содержать полисахаридные цепи или синтетические полимерные цепи или их смеси.
Катионные полисахариды и другие полимеры широко используют в средствах личной гигиены, бытовой химии, в продуктах для применения в промышленности и в других учреждениях для обеспечения оказывающих благоприятное действие функций в конечных продуктах, включая применение полимеров в качестве гелеобразующих агентов, связующих агентов, загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов, агентов, способствующих растеканию по поверхности, образованию пены и отложений. Катионные полисахариды и другие полимеры выполняют также функцию носителей для улучшения кондиционирующих, противомикробных свойств, улучшения смазывания, реологических свойств, эффективности, отложения, увлажнения, окрашивания, образования пены, смягчения, эстетического внешнего вида, а также для доставки химически и физиологически активных ингредиентов в составе композиций средств личной гигиены, бытовой химии, продуктах для применения в промышленности и в других учреждениях. В зависимости от назначения субстраты, на которые наносят средства личной гигиены, бытовой химии, продукты для применения в промышленности и в других учреждениях, могут представлять собой кожу, волосы или текстиль.
Катионные полимеры используют в средствах для ухода за волосами для обеспечения кондиционирования, увлажнения, антистатического действия, закрепления цвета, отложения других кондиционирующих и не-кондиционирующих агентов на волосах и придания волосам аромата. Кроме того, при добавлении катионных полимеров в средства для ухода за волосами они обеспечивают отложение на волосах и коже головы агента против перхоти/противомикробного агента. В составе средств для ухода за волосами те же самые полимеры могут обеспечивать кондиционирующие действия на кожу. Кроме того, катионные полимеры обеспечивают увлажнение, смазывание, закрепление цвета, отложение других кондиционирующих и не кондиционирующих агентов, придание аромата, а также отложение агента против перхоти/противомикробного агента. При включении в состав моющего средства и/или средств для смягчения ткани те же самые полимеры могут оказывать на ткани кондиционирующее, смягчающее действие, придавать тканям устойчивость к истиранию и антистатические свойства.
Испытания волос во влажном и сухом состоянии на совместимость является стандартным методом испытаний, используемым для оценки кондиционирующего действия полимеров при применении в составе шампуней и кондиционеров. Благодаря чрезвычайной простоте проведения таких измерений, указанные значения в большинстве случаев также используют для оценки кондиционирующих благоприятных действий на кожу. Было установлено, что коммерческие катионные кондиционирующие полимеры в композициях шампуней снижают силу при расчесывании влажных волос на 5%-99% по сравнению с шампунем, не содержащим полимеры. Эффективность различных катионных полимеров изменяется в зависимости от их назначения. Однако, как правило, включение катионных полимеров в шампуни является предпочтительным для достижения удовлетворительного баланса между уменьшением силы при расчесывании влажных и сухих волос, и высокой оптической прозрачностью композиции.
Например, катионные галактоманнановые полимеры, такие как катионный гуар и другие полимеры, полученные из семян или других природных источников, содержат нерастворимые компоненты, которые могут включать белковые компоненты, которые могут взаимодействовать с ПАВ в составе композиции, что приводит к образованию нестабильных и мутных составов. В связи с тем, что кондиционирующее действие полимера в значительной степени связано с растворимостью полимера в композиции и его взаимодействием с ПАВ в составе композиции, предпочтительно требуется повышать растворимость кондиционирующего полимера в системе ПАВ, что фактически улучшает прозрачность композиции на основе ПАВ.
В патенте ЕР 1501873 А1 указано на необходимость получения катионного галактоманнанового полимера, характеризующегося высокой оптической прозрачностью в составе композиций средств личной гигиены, бытовой химии и для очистки тканей.
В патенте US 6210689 описана композиция амфотерного гуара для обработки кератинсодержащих веществ.
В патенте US 5756720 описан способ получения композиции полигалактоманнана, содержащего неионогенные и катионные группы, присоединенные к основной цепи, которые обеспечивают высокую оптическую прозрачность в составах чистящих средств, содержащих ПАВ.
В заявке WO 99/36054 описаны гидроксипропил-модифицированные катионные полигалактоманнаны, которые, как было установлено, не оказывают кондиционирующее действие.
В патенте US 4381259 описаны композиции шампуней, содержащие катионные полимеры, и повышение эффективности шампуней при добавлении в композицию шампуня ПАВ на основе эфиров фосфорной кислоты. В указанном патенте не описаны композиции шампуней, в которых сочетаются повышенное отложение агентов, оказывающих благоприятное действие, и повышенная прозрачность состава.
В патенте US 4298494 описаны композиции шампуней, содержащие катионные полигалактоманнановые камеди и анионные добавки, предназначенные для повышения отложения компонентов шампуня на волосах. В указанном патенте не описаны композиции ПАВ с повышенной прозрачностью состава композиции.
В патенте US 5489674 описан способ получения полигалактоманнановых камедей с использованием процесса в водно-спиртовой суспензии, причем полученный продукт характеризуется 85-100% пропусканием при длине волны 500-600 нм при соотношении 0,5 частей полимера на 100 частей водного раствора. Описано применение указанного соединения в средствах личной гигиены.
В патенте US 5536825 описан способ получения композиции модифицированной гуаровой камеди, которая при диспергировании в воде при соотношении приблизительно 0,5 частей на 100 частей воды характеризуется светопропусканием более 75% при длине волны приблизительно 500-600 нм, а также применение указанной композиции в композициях средств личной гигиены.
В патенте US 7067499 описана композиция, включающая по крайней мере один катионный полигалактоманнан, характеризующийся нижним пределом среднемассовой молекулярной массы Mw, равным 5000, и верхним пределом Mw, равным 200000, светопропускание которого в 10 мас.% водном растворе полимера составляет по крайней мере 80% при длине волны 600 нм, а содержание белка составляет менее 1% в расчете на содержание полисахарида, и содержание альдегидов составляет, по крайней мере, 0,01 мг-экв/г, при этом оптическая прозрачность достигается за счет применения процесса фильтрации или других способов.
Известно, что катионные полисахариды, содержащие целлюлозную цепь, такие как продукт UCare Polymer JR400 с высокой степенью катионного замещения обеспечивают высокую прозрачность в широком диапазоне систем ПАВ. Однако фирмы-производители также ссылаются на проблемы несмываемых накоплений на волосах после многократного применения.
В патенте US 4129722 описано применение ПАВ при обработке полисахаридов для получения водорастворимых или водонабухающих полисахаридных производных с высокой степенью замещения (СЗ) 0,05-2,5, включая суспендирование полисахарида в органическом растворителе, несмешивающемся с водной фазой модифицирующего реагента, в присутствии катионных, анионных или неионогенных ПАВ. В указанном патенте не описана обработка с использованием водных сред или повышенная прозрачность полученных продуктов в системах на основе ПАВ.
В связи с этим, в настоящее время на рынке существует необходимость в композициях средств личной гигиены и бытовой химии, характеризующихся улучшенным кондиционирующим действием, включая ощущение шелковистости на субстрате, таком как волосы, кожа или ткань, повышенное отложение активных соединений и кондиционирующих агентов, а также улучшенные прозрачность и эстетический внешний вид, например, прозрачность шампуня и отсутствие значительного накопления несмываемых полимеров или кондиционирующих компонентов после многократного применения без необходимости удаления нерастворимого вещества из полисахарида или применения растворителей для очистки продукта. Существует также необходимость в разработке способа получения указанных полисахаридов в водных средах без применения растворителя.
Краткое описание сущности изобретения
Все цитированные документы главным образом включены в полном объеме в настоящее описание в качестве ссылок. Кроме того, если количество, концентрация или другое значение или параметр указаны в виде диапазона, предпочтительного диапазона, или списка верхних предпочтительных значений и нижних предпочтительных значений, следует понимать, что главным образом включены все диапазоны, полученные из любой пары любого верхнего предела диапазона или предпочтительного значения и любого нижнего предела диапазона или предпочтительного значения, независимо от описания диапазонов в отдельности. Если не указано иное, в данном контексте при перечислении диапазона численных значений, диапазон включает предельные значения, а также все целые числа и дробные числа в пределах указанного диапазона. Следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными значениями, перечисленными при определении диапазона.
Неожиданно было установлено, что катионные, анионные, неионогенные или амфотерные полисахаридные полимеры, такие как композиции катионного галактоманнанового полимера с высокой прозрачностью в композициях на основе ПАВ можно получить с использованием процесса в водных средах при включении в ходе получения полимерных композиций материалов, таких как ПАВ. В настоящем изобретении предлагается способ получения композиции катионного, неионогенного, амфотерного или анионного полисахаридного полимера с высокой прозрачностью в композициях на основе ПАВ, и продукт, полученный указанным способом.
Способ по настоящему изобретению включает следующие стадии: взаимодействие полисахаридного полимера или модифицированного полисахаридного полимера в течение достаточного периода времени и при достаточной температуре с водой, гидроксидом натрия и по крайней мере одним ПАВ. Реакцию можно проводить одновременно с другими стадиями обработки. Способ может дополнительно включать взаимодействие полисахаридного полимера или модифицированного полисахаридного полимера в течение достаточного периода времени и при достаточной температуре с окислителем, таким как пероксид водорода или другой реагент, такой как гидролитические или протеолитические ферменты, кислоты или другие агенты, которые уменьшают молекулярную массу полисахаридного или галактоманнанового полимера или ассоциированного белка или других полисахаридных компонентов.
Способ может также включать взаимодействие полисахаридного полимера или модифицированного полисахаридного полимера в течение достаточного периода времени и при достаточной температуре с соединением, содержащим углеводородную функциональную группу, таким как алкильные или гидроксиалкильные соединения, анионную функциональную группу, таким как соединения карбоновой кислоты, сульфоновой кислоты, фосфорной кислоты, фосфата, или катионную функциональную группу, таким как соединения первичного, вторичного или третичного амина или четвертичного аммония, которые содержат группы, способные взаимодействовать с реакционноспособными ионами водорода, присутствующими в полисахариде или модифицированном полисахариде, при этом получают композицию неионогенного, анионного или катионного полисахаридного полимера. Композиция полисахаридного полимера может также включать комбинации указанных групп.
Способ по настоящему изобретению на стадиях получения полисахарида включает применение ПАВ, такого как неионогенные ПАВ, такие как полисорбаты, такие как твин 20 или твин 60, или анионные ПАВ, такие как ПАВ на основе жирных кислот, фосфатных сложных эфиров, алкилсульфатов или алкиловых простых эфиров сульфатов, катионные ПАВ, такие как ПАВ на основе третичных аминов или четвертичного аммония, или смеси указанных ПАВ. На стадиях получения полисахаридных производных конкретное ПАВ можно использовать в отдельности или в комбинации с другими ПАВ, включая другие неионогенные ПАВ, карбоксилатные ПАВ, ПАВ на основе сульфатов или сульфоновых кислот, фосфатов или фосфоновых кислот, ПАВ на основе аминов или четвертичного аммония.
В настоящем изобретении предлагается композиция, включающая по крайней мере один полисахарид, прежде всего полисахариды, полученные из природных источников, такие как полигалактоманнан или модифицированные галактоманнановые полимеры, характеризующиеся среднемассовой молекулярной массой (Mw) в диапазоне от приблизительно 5000 до приблизительно 10000000 и содержащие водорастворимую и водонерастворимую фракцию, при этом водонерастворимая фракция составляет более 0,4 мас.% композиции, и полимер, 1 мас.% водный раствор которого характеризуется светопропусканием менее 60% при длине волны 500-600 нм, а светопропускание в системе ПАВ составляет более 85-90% при длине волны 500-600 нм, где неионогенный, анионный, амфотерный или катионный полисахаридный полимер присутствует при концентрации вплоть до 0,2 мас.% в расчете на массу композиции.
Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу получения упомянутой выше композиции, включая стадии взаимодействия по крайней мере одного полисахарида, прежде всего галактоманнанового полимера или модифицированного галактоманнанового полимера в присутствии по крайней мере одного ПАВ и окислителя, биохимических агентов, таких как гидролитические или протеолитические ферменты, кислот, оснований или других агентов, которые уменьшают молекулярную массу полисахарида или галактаманнанового полимера, ассоциированного белка или других полисахаридных компонентов, при этом получают композицию полисахарида по настоящему изобретению, или модифицированный полисахарид по настоящему изобретению, включающий анионные, неионогенные или катионные или амфотерные остатки или их комбинации.
В настоящем изобретении кроме того предлагается композиция функциональной системы для средств личной гигиены, бытовой химии и средств для ухода за животными, содержащая упомянутый выше полисахарид, или модифицированный полисахарид, прежде всего композиция анионного или катионного полигалактоманнана или модифицированного анионного или катионного полигалактоманнана и необязательно по крайней мере один активный ингредиент средств личной гигиены, бытовой химии или средств для ухода за животными, соответственно.
В настоящем изобретении кроме того предлагается композиция функциональной системы для средств личной гигиены, бытовой химии и средств для ухода за животными, прежде всего композиции ПАВ, которые содержат упомянутый выше полисахарид, модифицированный полисахарид, галактоманнановый полимер или модифицированный галактоманнановый полимер и необязательно синтетический полимер, который повышает отложение модифицированного полисахарида или полигалактоманнанового полимера и любых компонентов дисперсной фазы в композиции.
Предлагается также применение полимерных композиций по настоящему изобретению в других составах, где используются композиции ПАВ, например, в продуктах для нефтеносных месторождений, горной промышленности, нанесения покрытий, фармацевтической промышленности, а также для строительных конструкций, огнезащитных составов и составов для подводных взрывных работ.
Подробное описание изобретения
Способ по настоящему изобретению включает взаимодействие полисахаридного полимера с водой, гидроксидом натрия и ПАВ. Полученные полисахариды характеризуются повышенным светопропусканием в водном растворе ПАВ по сравнению со светопропусканием полимера в водном растворе в отсутствие ПАВ. Настоящее изобретение включает также способ получения модифицированного полисахарида. В настоящем изобретении предлагается полисахаридный полимер или модифицированный полисахаридный полимер, который содержит анионный, катионный, неионогенный или амфотерный остаток (или их комбинации). Кроме того, настоящее изобретение можно использовать для получения полисахаридного полимера с уменьшенной молекулярной массой и повышенным светопропусканием в водном растворе ПАВ.
Неожиданно было установлено, что полисахариды, такие как композиции галактоманнанового полимера, содержащего анионные, неионогенные, катионные или амфотерные остатки (или их смеси) с повышенной прозрачностью в композициях на основе ПАВ можно получить при добавлении в процессе переработки композиций полисахарида или галактоманнанового полимера анионных, неионогенных, амфотерных, бетаиновых или катионных ПАВ, таких как 1) комбинация реагентов, таких как ПАВ на основе алкиловых или алкениловых сложных эфиров полиоксиэтиленсорбита или 2) на основе карбоксилатов алкилполиэтиленоксида или 3) на основе жирных кислот и смесей жирных кислот. Указанный список ПАВ представлен для иллюстрации и не является полным перечнем.
Согласно настоящему изобретению в комбинации с ПАВ кроме других реагентов, включая биохимические реагенты, можно использовать окислитель, который уменьшает молекулярную массу. Для достижения оптимальных результатов предпочтительно включать в способ ПАВ и стадию окисления. Окислители включают любой реагент, который способен уменьшать молекулярную массу полимера. Примеры указанных окислителей включают пероксиды, перкислоты, персульфаты, перманганаты, перхлораты, гипохлорат и кислород. Необязательно могут также присутствовать биохимические реагенты, которые уменьшают молекулярную массу, или кислоты или основания, которые уменьшают молекулярную массу полисахаридов или ассоциированных белковых компонентов.
Согласно настоящему изобретению полимеры, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают полисахариды, модифицированные или не модифицированные, прежде всего полигалактоманнан, полиглюкоманнан, агар, декстран, крахмал, поликлюкоманнановые полимеры, ксантановые полимеры и другие полисахариды.
Предпочтительными полигалактоманнанами по настоящему изобретению являются гуар, бобы рожкового дерева, кассия, пажитник, рожковое дерево и огненное дерево, при этом предпочтительным источником полигалактоманнана является гуаровая камедь. Предпочтительным исходным материалом для получения полигалактоманнана, используемым в настоящем изобретении, является гуаровая мука, порошкообразный гуар, хлопьеобразный гуар, гуаровая камедь или дробленый гуар, включая очищенные и высоко очищенные галактоманнановые полимерные материалы. Предпочтительной полисахаридной цепью является полигалактоманнан, такой как гуар, камедь бобов рожкового дерева, камедь кассии, камедь тары и другие полисахариды, такие как галактоманнановые или глюкоманнановые полимеры, например, конжаковая камедь или камедь алоэ.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения полисахаридный полимер взаимодействует с функциональными группами, такими как анионные, катионные или неионогенные функциональные группы в присутствии гидроксида натрия и ПАВ.
Количество анионных, неионогенных или катионных функциональных групп, присоединенных к полисахариду, можно определять по числу молей заместителя. Использованный в данном контексте термин «степень замещения» (СЗ) является эквивалентом молярной степени замещения, т.е. среднего числа молей функциональных групп в расчете на звено ангидросахара в полисахариде. СЗ такой функциональной группы в указанных полимерах может составлять менее 0,01, предпочтительно приблизительно 0,1 и более предпочтительно 0,2. Верхний предел СЗ обычно составляет приблизительно 3,0, предпочтительно приблизительно 2,0 и более предпочтительно 1,0, а наиболее предпочтительно менее 0,7. Кроме молярной СЗ, анионный или катионный заряд полимеров по настоящему изобретению можно определять количественно по плотности заряда. Молярное замещение можно перевести в плотность заряда различными методами. Предпочтительный метод расчета плотности заряда катионных полимеров включает расчет числа эквивалентов четвертичных аммониевых групп в полимере. С использованием следующего уравнения установлено, что плотность заряда исходного соединения, катионное молярное замещение которого равно 0,18, составляет 0,95 эквивалентов/г (миллиэкв/г):
плотность катионного заряда катионного полисахарида при СЗ, равной 0,18=(1000×0,18)/(162,14+(151,64×0,18))-0,95 миллиэкв/г.
Плотность заряда можно определить любым методом, который позволяет количественно рассчитать величину общего положительного или отрицательного заряда в полимере. Плотность заряда можно определить по числу молей четвертичных аммониевых групп, присоединенных к основной цепи полимера, с использованием метода интегрирования сигналов ЯМР. Указанный способ используют для определения плотности заряда полимеров по настоящему изобретению.
Катионную, анионную, неионогенную или амфотерную функциональную группу полисахарида или модифицированного полисахарида можно присоединить рядом методов. Например, исходный полисахаридный материал вводят в реакцию с гидроксидом натрия и водой, при этом полимер набухает, и набухшая масса может взаимодействовать в течение достаточного периода времени и при достаточной температуре, как правило, при 40-70°С в течение 1-2 ч, например, с третичным аминосоединением или четвертичным аммониевым соединением, содержащим группы, способные взаимодействовать с реакционноспособными ионами водорода, присутствующими в полисахариде или модифицированном полисахариде, при этом к цепи исходного соединения присоединяются катионные функциональные группы. Реакцию проводят в присутствии ПАВ, при этом соотношение концентрация ПАВ/концентрация полисахарида составляет 0,005-0,9, более предпочтительно 0,01-0,5 и наиболее предпочтительно 0,01-0,1. Затем добавляют сшивающие агенты, например, борат, цирконат, титанат натрия или другие известные в данной области химии соединения и продукт промывают, высушивают и измельчают. Продолжительность взаимодействия зависит от ингредиентов в реакционной массе и температуры, при которой протекает реакция, а также от требуемой вязкости конечного продукта в водном растворе.
Катионизирующий агент по настоящему изобретению обозначает соединение, которое в ходе реакции замещения с участием гидроксигрупп полигалактоманнана обеспечивает образование электроположительного полигалактоманнана, при этом типы катионизирующего агента не ограничены. Можно использовать первичные, вторичные или третичные аминосоединения или различные четвертичные аммониевые соединения, содержащие группы, способные взаимодействовать с реакционноспособным водородом, присутствующим в полигалактоманнане, например, 2-диалкиламиноэтилхлорид, а также четвертичные аммониевые соединения, такие как 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмонийхлорид и 2,3-эпоксипропилтриметиламмонийхлорид. Предпочтительные примеры включают соли глицидилтриалкиламмония и соли 3-галоген-2-гидроксипропилтриалкиламмония, такие как глицидилтриметиламмонийхлорид, глицидилтриэтиламмонийхлорид, глицидилтрипропиламмонийхлорид, глицидилэтилдиметиламмонийхлорид, глицидилдиэтилметиламмонийхлорид, а также их соответствующие бромиды и иодиды, 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмонийхлорид, 3-хлор-2-гидроксипропилтриэтиламмонийхлорид, 3-хлор-2-гидроксипропилтрипропиламмонийхлорид, 3-хлор-2-гидроксипропилэтилдиметиламмонийхлорид, а также их соответствующие бромиды и иодиды и четвертичные аммониевые соединения, такие как галогениды имидазолинсодержащих соединений.
Полисахариды в присутствии ПАВ могут также вступать в реакцию с группами других заместителей, таких как (1) неионогенные заместители, т.е. гидроксиалкил, где алкил обозначает углеводородный остаток с прямой или разветвленной цепью, содержащий от 1 до 30 атомов углерода (например, гидроксиэтил, гидроксипропил, гидроксибутил), или (2) анионные заместители, такие как карбоксиметильные группы, сульфонатные группы или фосфатные или фосфонатные группы. Неионогенные заместители присоединяют к полисахаридному полимеру при взаимодействии с реагентами, такими как (1) алкиленоксиды (например, этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид), при этом получают гидроксиэтильные группы, гидроксипропильные группы или гидроксибутильные группы, а анионные заместители присоединяют к полисахариду при взаимодействии с реагентами, такими как (2) хлорметилуксусная кислота, при этом получают карбоксиметильную группу, или с сульфонилхлоридом, при этом в состав полисахарида вводят группы сульфоновой кислоты, или с фосфонилхлоридом или другим анионом, содержащим группы, способные взаимодействовать с реакционноспособными ионами водорода, присутствующими в полисахариде или модифицированном полисахариде, при этом в исходное соединение вводят анионную функциональную группу. Продолжительность взаимодействия зависит от ингредиентов в реакционной массе и температуры, при которой проводят реакцию. Способ получения модифицированного полигалактоманнана известен в данной области химии.
Анионный или катионный полисахарид по настоящему изобретению может также содержать алкильные или ацильные заместители, при этом алкильная или ацильная группа обозначает алкильную группу или алкилкарбоксильный или алкиленкарбоксильный остаток, соответственно, с прямой или разветвленной цепью, содержащий от 1 до 30 атомов углерода. Указанные необязательные заместители могут взаимодействовать с молекулой полисахарида в присутствии ПАВ по реакции полисахарида с реагентами, такими как (1) алкилгалогениды, при этом получают алкильную функциональную группу, (2) хлорангидриды, ангидриды, сложные эфиры или кетендимерные реагенты, при этом получают сложноэфирную или амидную функциональную группу, (3) алкиленоксиды (например, этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид), при этом получают гидроксиэтильные группы, гидроксипропильные группы или гидроксибутильные группы. Если полисахаридом является полигалактоманнан, указанная реакция модификации может происходить, когда полигалактоманнан присутствует в виде «дробленого» продукта, в форме «муки» или в любой другой физической форме. Способ получения модифицированного полигалактоманнана известен в данной области химии. В структуру полисахарида можно вводить указанные необязательные заместители.
Если полисахаридом является полигалактоманнан, указанная реакция модификации может протекать, когда полигалактоманнан присутствует в виде «дробленого» продукта, в форме «муки» или в любой другой физической форме. Способ получения модифицированного полигалактоманнана известен в данной области химии.
Согласно настоящему изобретению полученная композиция модифицированного полисахарида или полигалактоманнана по настоящему изобретению содержит водорастворимую и водонерастворимую фракцию, при этом водонерастворимая фракция составляет вплоть до 3 мас.% композиции полимера, более предпочтительно вплоть до приблизительно 1-3 мас.% композиции и обычно вплоть до 0,4-2 мас.% композиции по настоящему изобретению. Водонерастворимая фракция содержит более 10 мас.% белкового компонента, более предпочтительно более 12 мас.% белка и наиболее предпочтительно более 16 мас.% белка.
Согласно настоящему изобретению полученная композиция полисахарида или полигалактоманнана по настоящему изобретению, при концентрации полимера 1 мас.%, характеризуется светопропусканием в воде менее 60% при длине волны приблизительно 500-600 нм.
Согласно настоящему изобретению светопропускание композиции полисахарида или полигалактоманнана по настоящему изобретению в системе ПАВ, содержащей 12 мас.% этерифицированного лаурилсульфата натрия (лауретсульфата натрия)/2% кокамидопропилбетаина, при концентрации полимера, равной 0,2 мас.%, при длине волны 500-600 нм составляет более 85%, обычно более 90%. Светопропускание катионного полисахарида, прежде всего катионного полигалактоманнана по настоящему изобретению в системе ПАВ, содержащей 12 мас.% лауретсульфата натрия/2 мас.% кокамидопропилбетаина/1 мас.% хлорида натрия, при концентрации полимера, равной 0,2 мас.%, при длине волны приблизительно 500-600 нм составляет более 85%, более предпочтительно более 90%-95%.
В тех же условиях реакции в отсутствие любой функциональной группы полисахаридный полимер, такой как гуар, может также взаимодействовать только с гидроксидом натрия, водой, окислителем и ПАВ. При этом образуется полимер, характеризующийся аналогичным светопропусканием.
Кроме того, в тех же условиях реакции, в течение того же периода времени и при той же температуре полисахаридный полимер может вступать в реакцию с гидроксидом натрия, ПАВ и окислителем. Для достижения оптимальных результатов в процесс необходимо включать ПАВ и стадию окисления. Окислители включают любой реагент, который уменьшает молекулярную массу полимера. Примеры окислителей включают пероксиды, перкислоты, персульфаты, перманганаты, перхлораты, гипохлорит и кислород.
Нижний предел среднемассовой молекулярной массы (Mw) модифицированного полисахарида по настоящему изобретению, прежде всего полисахаридов, таких как галактоманнановые полимеры, составляет 5000, предпочтительно 25000, более предпочтительно 100000 и наиболее предпочтительно 200000. Верхний предел Mw указанных полимеров составляет менее 10000000, предпочтительно 5000000 и более предпочтительно 2000000.
Согласно настоящему изобретению светопропускание композиции полисахарида или полигалактоманнана по настоящему изобретению в системе ПАВ при длине волны 500-600 нм составляет более 85%, обычно от более 90% до 95%. Светопропускание полисахарида, модифицированного катионными остатками, в системе ПАВ, содержащей 12 мас.% лауретсульфата натрия/2 мас.% кокамидопропилбетаина/1 мас.% хлорида натрия, при концентрации полимера, равной 0,2 мас.% в расчете на массу композиции, при длине волны 500-600 нм составляет более 85%, более предпочтительно более 90-95%.
Согласно настоящему изобретению продуктом по настоящему изобретению является композиция катионного полисахарида, катионного полигалактоманнана или катионного модифицированного полигалактоманнана, в которой содержание триметиламина по данным анализа любым известным способом в 0,5% водном растворе составляет менее 100 част./млн, предпочтительно менее 75 част./млн и наиболее предпочтительно менее 25 част./млн. Примеры методов анализа, используемых для определения триметиламина, включают газовую хроматографию (ГХ), масс-спектрометрию, твердофазные методы экстракции, в которых используются волоконные адсорбенты, а также комбинации указанных способов.
Полисахарид по настоящему изобретению можно комбинировать с неионогенным, анионным, катионным или амфотерным ПАВ или со смесью указанных ПАВ, которые являются растворимыми или нерастворимыми в композиции, а также необязательно комбинировать с совместимым растворителем, который можно также использовать в композиции чистящих средств, т.е. с одним растворителем или со смесью растворителей, при этом получают композицию средства личной гигиены, композицию средства бытовой химии или другую композицию. Композиции средств личной гигиены включают продукты для ухода за волосами, ухода за кожей, средства для загара и для гигиены полости рта. Композиции бытовой химии включают средства для мытья посуды, стиральные порошки и кондиционеры для белья, куски мыла промышленных сортов и жидкие мыла, текстильные изделия, такие как салфетки, репелленты против насекомых.
Примеры ПАВ, пригодных для указанных композиций, включают ПАВ анионного, неионогенного, цвиттерионного, катионного или амфотерного типа, а также их смеси. Анионные, неионогенные, цвиттерионные, катионные или амфотерные ПАВ по настоящему изобретению являются растворимыми или не растворимыми и (если используются) присутствуют в композиции в количестве от 0,01 мас.% до приблизительно 75 мас.% в расчете на массу композиции чистящего средства.
Примеры анионных ПАВ, используемых в композиции функциональных систем, включают, но не ограничиваясь только ими, алкилсульфаты и простые эфиры алкилсульфатов, алкилсульфосукцинаты и жирные кислоты, а также в основном любые анионные ПАВ, обычно используемые в композициях чистящих средств, кондиционеров и в композициях моющих средств.
12
14
12
14
Предпочтительными анионными ПАВ являются С-Салкилсульфаты натрия или аммония, а также простые эфиры С-Салкилсульфатов натрия или аммония, содержащие от 1 до 3 молей этиленоксида. Прежде всего предпочтительная система анионных ПАВ включает от приблизительно 4 мас.% до приблизительно 15 мас.% лаурилсульфата натрия и от приблизительно 3 мас.% до приблизительно 10 мас.% лауретсульфата натрия в расчете на массу композиции.
Неионогенные ПАВ в широком смысле можно определить как соединения, включающие гидрофобный остаток и неионогенный гидрофильный остаток. Примеры гидрофобного остатка включают алкил, ароматический алкил, диалкилсилоксан, полиоксиалкилен и фтор-замещенные алкилы. Примеры гидрофильных остатков включают полиоксиалкилены, фосфиноксиды, сульфоксиды, аминоксиды и амиды. В настоящем изобретении можно также использовать неионогенные ПАВ, такие как алкилполиглюкозиды и другие неионогенные ПАВ, обычно используемые в композициях чистящих средств, кондиционеров, а также в не-содержащих сульфаты композициях.
Примеры цвиттерионных ПАВ включают ПАВ, которые в широком смысле можно определить как производные алифатических четвертичных аммониевых соединений, соединений фосфония и сульфония.
Примеры амфотерных ПАВ, которые можно использовать в композиции средств личной гигиены по настоящему изобретению, включают ПАВ, которые в широком смысле можно определить как производные алифатических вторичных и третичных аминов, содержащих алифатический радикал с прямой или разветвленной цепью, и в которых один из алифатических заместителей содержит от приблизительно 8 до приблизительно 18 атомов углерода, и один содержит анионную водосолюбилизирующую группу, например, карбоксигруппу, сульфонат, сульфат, фосфат или фосфонат.
Согласно настоящему изобретению растворитель, используемый в системе средств личной гигиены или бытовой химии, является совместимым с другими компонентами композиции чистящих средств. Примеры растворителей, которые можно использовать по настоящему изобретению, включают воду, смеси вода/(низш.)алканолы, а также полиолы, содержащие от 3 до 6 атомов углерода и от 2 до 6 гидроксильных групп. Предпочтительными растворителями являются вода, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, вода/полиэтиленгликоль, вода/пропиленгликоли, вода/глицерин, сорбит/вода, вода/ароматизатор и вода/этанол. Растворитель (если используется) по настоящему изобретению присутствует в композиции в количестве от 0,1 мас.% до 99 мас.% в расчете на массу композиции.
В некоторых случаях активный ингредиент или агент, оказывающий благоприятное действие, является необязательным в связи с тем, что полимер может являться компонентом активного ингредиента. Пример указанного случая включает использование полимера в водном растворе в качестве кондиционера для волос или кожи, в качестве кондиционера для тканей, или в качестве противомикробного агента.
Согласно настоящему изобретению композицию можно использовать в продукте личной гигиены, бытовой химии или в продукте для применения в промышленности и других учреждениях. Композиция представляет собой продукт личной гигиены, если она содержит по крайней мере один активный ингредиент средства личной гигиены или агент, оказывающий благоприятное действие, причем активный ингредиент средства личной гигиены или агент, оказывающий благоприятное действие, включает, но не ограничиваясь только ими, анальгетики, анестезирующие средства, антибиотики, противогрибковые агенты, антисептические средства, агенты против перхоти, антибактериальные агенты, витамины, гормоны, противодиарейные агенты, кортикостероиды, противовоспалительные агенты, сосудосуживающие средства, керолитические агенты, композиции, используемые при сухости глаз, ранозаживляющие агенты, противоинфекционные агенты, абсорбенты УФ-излучения, увлажнители, смачивающие вещества, смягчающие средства, смазывающие вещества, мягчители, агенты, облегчающие расчесывание волос, распрямители для волос, моделирующие агенты для волос, агенты для удаления волос, скрабы, а также растворители, разбавители, адъюванты и другие ингредиенты, такие как вода, этиловый спирт, изопропиловый спирт, пропиленгликоль, высшие спирты, глицерин, сорбит, неорганическое масло, консерванты, ПАВ, пропелленты, ароматизаторы, эфирные масла и загущающие агенты.
Композиции средств личной гигиены включают композиции для ухода за волосами, ухода за кожей, для загара, ухода за ногтями и для гигиены полости рта. Примеры активных ингредиентов средств личной гигиены или агентов, оказывающих благоприятное действие, которые соответственно можно включать в средства личной гигиены, по настоящему изобретению включают следующие соединения, но не ограничиваясь только ими:
1) душистые вещества, которые повышают обонятельную ответную реакцию, в форме ароматизаторов и дезодорантов, которые, кроме обеспечения обонятельной ответной реакции, также могут уменьшать неприятный запах тела,
2) охлаждающие средства для кожи, такие как ментол, ментилацетат, ментилпирролидонкарбоксилат, N-этил-пара-ментан-3-карбоксамид и другие производные ментола, которые вызывают тактильную ответную реакцию в форме охлаждающего ощущения на коже,
3) смягчающие средства, такие как изопропилмиристат, соединения на основе силикона, неорганические масла и растительные масла, которые вызывают тактильную ответную реакцию в форме повышения ощущения гладкости кожи,
4) дезодоранты, не относящиеся к душистым веществам, функция которых заключается в снижении уровня или уничтожении микрофлоры на поверхности кожи, прежде всего микрофлоры, с которой связано появление неприятного запаха тела. Можно также использовать предшественники дезодорантов, не относящихся к душистым веществам,
5) антиперспиранты, функция которых заключается в уменьшении или устранении внешних признаков потоотделения на поверхности кожи,
6) увлажняющие агенты, которые поддерживают кожу во влажном состоянии за счет дополнительного увлажнения или предотвращения испарения влаги с поверхности кожи,
7) активные солнезащитные ингредиенты, которые защищают кожу и волосы от УФ и других вредных солнечных лучей. Согласно настоящему изобретению терапевтически эффективное количество обычно составляет от 0,01 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно от 0,1 мас.% до 5 мас.% в расчете на массу композиции,
8) агенты для обработки волос, которые кондиционируют волосы, очищают волосы, облегчают расчесывание волос, действуют в качестве агента для укладки волос, агентов для увеличения объема и блеска волос, агента для сохранения цвета волос, агента против перхоти, агентов, способствующих росту волос, красителей и пигментов для волос, душистых веществ для волос, распрямителя для волос, агента для осветления волос, увлажнителя для волос, агента для смазывания волос и противоморозного агента, и
9) агенты для гигиены полости рта, такие как зубные пасты и средства для полоскания полости рта, которые очищают, отбеливают, дезодорируют и защищают зубы и десны.
Согласно настоящему изобретению композицию можно использовать в композиции средств бытовой химии. Композиция средств бытовой химии дополнительно включает по крайней мере один активный ингредиент средства бытовой химии или агент, оказывающий благоприятное действие. Активный ингредиент средства бытовой химии или агент, оказывающий благоприятное действие, должен обеспечивать определенный благоприятный эффект для пользователя. Примеры активных ингредиентов, которые можно соответственно включать, по настоящему изобретению включают следующие соединения, но не ограничиваясь только ими:
1) душистые вещества, которые вызывают обонятельную ответную реакцию, в форме ароматизаторов и дезодорантов, которые, кроме обеспечения обонятельной ответной реакции, могут также уменьшать запах,
2) репеллент против насекомых, функция которого заключается в отпугивании насекомых для защиты определенных помещений или кожи от насекомых,
3) агент для образования пузырьков, такой как ПАВ, который образует пену или пенный состав,
4) дезодорант или инсектициды для домашних животных, такие как пиретрины, которые уменьшают запах от домашнего животного,
5) агенты и активные компоненты для шампуней для домашних животных, функция которых заключается в удалении грязи, чужеродного материала и микроорганизмов с поверхностей кожи и волос,
6) активные компоненты кускового мыла промышленных сортов, геля для душа и жидкого мыла, которые удаляют микроорганизмы, грязь, жир и масло с кожи, дезинфицируют кожу и кондиционируют кожу,
7) дезинфицирующие ингредиенты, которые уничтожают микроорганизмы или предотвращают их рост в домашних условиях или в общественных учреждениях,
8) активный мягчитель для стирки белья, который уменьшает статическое электричество на ткани и придает ткани мягкость,
9) ингредиенты для стирки белья или чистящего средства или мягчителей ткани, которые уменьшают обесцвечивание в ходе циклов стирки, полоскания и сушки при стирке ткани,
10) чистящие агенты для унитазов, которые удаляют пятна, уничтожают микроорганизмы и неприятный запах,
11) активные агенты пятновыводителей для стирки белья, которые способствуют удалению пятен с одежды,
12) аппрет для ткани, который улучшает внешний вид ткани, и
13) салфетки для очистки и кондиционирования кожи.
4
Приведенные выше списки активных ингредиентов средств личной гигиены и бытовой химии или агентов, оказывающих благоприятное действие, представлены только в качестве примеров и не являются полными списками активных ингредиентов, которые можно использовать. В промышленности известны другие ингредиенты, которые используются в указанных типах продуктов. Кроме указанных выше стандартных ингредиентов, композиция по настоящему изобретению может также необязательно включать ингредиенты, такие как краситель, консервант, антиоксидант, питательные добавки, α- или β-гидроксикислота, усилитель активности, эмульгаторы, функциональные полимеры, загущающие агенты (такие как соли, т.е. NaCl, NHCl и KCl, водорастворимые полимеры, т.е. гидроксиэтилцеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза, а также жирные спирты, т.е. цетиловый спирт), спирты, содержащие 1-6 атомов углерода, жиры или жирные соединения, противомикробное соединение, пиритион цинка, силиконовый материал, углеводородный полимер, смягчающие агенты, масла, ПАВ, лекарственные средства, вкусовые добавки, ароматизаторы, суспендирующие агенты, а также смеси указанных соединений.
Согласно настоящему изобретению примеры функциональных полимеров, которые можно использовать в смесях с анионно-, неионогенно-, амфотерно- или катионно-модифицированным полисахаридом по настоящему изобретению, включают водорастворимые полимеры, такие как гомополимеры акриловой кислоты, такие как карбомеры, гомополимеры винилпирролидона и катионные сополимеры винилпирролидона, катионные акриламидные сополимеры, такие как сополимеры акриламида и катионных мономеров, таких как акриламидопропилтриметиламмонийхлорид, акрилоксиэтилтриметиламмонийхлорид или диаллилдиметиламмонийхлорид, а также анионные и амфотерные сополимеры акриловой кислоты, гидрофобно-модифицированные карбомеры, гомополимеры винилпирролидона и катионные сополимеры винилпирролидона, неионогенные, катионные, анионные и амфотерные полимеры целлюлозы, такие как гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, катионная гидроксиэтилцеллюлоза, катионная карбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза и катионная гидроксипропилцеллюлоза, акриламидные гомополимеры, а также анионные, катионные, амфотерные и гидрофобные акриламидные сополимеры, полимеры и сополимеры полиэтиленгликоля, гидрофобные простые полиэфиры, гидрофобные простые полиэфирацетали, гидрофобно-модифицированные простые полиэфируретаны и другие полимеры, относящиеся к ассоциативным полимерам, гидрофобные целлюлозные полимеры, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, а также неионогенные, анионные, гидрофобные, амфотерные и катионные полисахариды, такие как ксантан, хитозан, крахмал, карбоксиметилгуар, альгинаты, аравийская камедь, неионогенные, катионные, анионные и амфотерные гуаровые полимеры, такие как гидроксипропилгуар, гидрофобные гуаровые полимеры, гидроксипропилтриметиаммонийхлорид карбоксиметилгуара, гидроксипропилтриметиламмонийхлорид гуара и гидроксипропилтриметиламмонийхлорид гидроксипропилгуара.
Согласно настоящему изобретению силиконовыми материалами, которые можно использовать, являются полиорганосилоксаны, которые могут существовать в форме полимеров, олигомеров, масел, восков, смол или камедей, или сополиолы полиорганосилоксанов и простых полиэфиров, амодиметиконы, катионные полидиметилсилоксановые материалы, а также любой другой силиконовый материал, который используют в композициях средств личной гигиены, композициях средств бытовой химии или в композициях промышленного назначения и для применения в других учреждениях.
Полисахариды для применения по настоящему изобретению можно использовать в качестве кондиционирующих агентов в шампунях, шампунях типа 2-в-1, шампуне типа 3-в-1 (мытье, кондиционирование и укладка), кондиционерах, красителях и распрямителях для волос, средствах для мытья тела, средствах для бритья, кусковом мыле, лосьонах для тела, солнцезащитных средствах, противоморозных агентах и композициях для укладки волос. Полисахариды для применения по настоящему изобретению можно также использовать для увеличения объема волос, разглаживания, восстановления волос или сохранения цвета волос, увлажнения кожи и сохранения влаги в коже, сохранения аромата, продления солнцезащитного действия, оказываемого на волосы, кожу и ткани, усиления запаха и вкуса, а также для противомикробного действия при использовании в составе средств для гигиены ротовой полости, повышения устойчивости тканей к истиранию и способности сохранять цвет при использовании в бытовых целях.
Полимеры по настоящему изобретению обладают способностью доставки составов, характеризующихся повышенной прозрачностью в ряде систем ПАВ и в интервале концентраций полимеров, в средства личной гигиены и бытовой химии.
Было также установлено, что полимеры по настоящему изобретению оказывают кондиционирующие действия в дополнение к высокой прозрачности в средствах личной гигиены и других продуктах на основе ПАВ, таких как средства бытовой химии.
Было также установлено, что полимеры по настоящему изобретению улучшают отложение кондиционирующих масел на кератиновых субстратах, таких как кожа и волосы, повышая кондиционированное состояние субстрата.
Было также установлено, что полимеры по настоящему изобретению улучшают отложение любых ингредиентов дисперсной фазы на обрабатываемом субстрате, причем ингредиенты дисперсной фазы включают агенты, оказывающие благоприятное действие, такие как агенты против перхоти, ароматизатор, солнезащитное средство или факторы защиты от солнца (SPF).
Настоящее изобретение демонстрируется ниже на следующих примерах. Примеры представлены для иллюстрации настоящего изобретения.
Стандартные методы и методики испытаний
Получение водных растворов полимеров и определение светопропускания (%) и вязкости
Полимер (1 г) добавляли в деионизированную воду (99 г) и перемешивали механической мешалкой при 600 об/мин. Для композиций галактоманнанового полимера, которые обрабатывали боратами, в дисперсию добавляли 10 мас.% раствор лимонной кислоты, чтобы снизить pH раствора до 5,5 для растворения полимера в воде. Смесь перемешивали при температуре окружающей среды в течение еще 50 мин, и конечный раствор выдерживали при температуре окружающей среды в течение ночи. Затем оценивали оптическую прозрачность раствора по светопропусканию (%) образца при длине волны 600 нм с использованием спектрометра Сагу 5Е. Отдельный образец раствора помещали в пригодный стеклянный контейнер и выдерживали при 25°С в течение 2 ч, затем определяли вязкость с использованием вискозиметра Брукфильда модели LVT с соответствующим шпинделем при 30 об/мин.
Светопропускание растворов ПАВ
Оптическую прозрачность водных растворов полимеров и композиций шампуней определяли на спектрометре Сагу при длине волны 600 нм. Указанные конкретные значения светопропускания в % приведены с учетом корреляции светопропускания (%) образца при длине волны 600 нм с оптической прозрачностью раствора. В отсутствие любой абсорбции при 600 нм светопропускание (%) оптически прозрачного раствора принимали равным более 95%.
Оптическая прозрачность водных растворов полимеров и композиций шампуней
Оптическая прозрачность
Значения светопропускания в % при 600 нм для выбранных образцов в воде, в композициях шампуней 1-4 и в композиции шампуня 5 представлены в табл.4 и 5, соответственно. Указанные конкретные значения светопропускания в % приведены с учетом корреляции светопропускания (%) образца при длине волны 600 нм с оптической прозрачностью раствора. В отсутствие любой абсорбции при 600 нм светопропускание (%) оптически прозрачного раствора при 600 нм принимали равным более 95%, предпочтительно более 97% и более предпочтительно более 99%.
Светопропускание в % определяли при длине волны 600 нм для (1) 1 мас.% водного раствора полимеров по настоящему изобретению и полимеров сравнения, а также (2) для композиций ПАВ, указанных в табл.1 (так называемых композиций шампуней 1-4) и в табл.2 (так называемой композиции шампуня 5). Композиция шампуня 2 содержит 0,2 мас.% каждого полимера в композиции ПАВ, включающей: 12 мас.% лауретсульфата натрия (2 этиленоксидных спейсера)/2 мас.% кокамидопропилбетаина/1 мас.% хлорида натрия. Указанные конкретные значения светопропускания в % приведены с учетом корреляции светопропускания (%) образца при длине волны 600 нм с оптической прозрачностью раствора, определяемой невооруженным глазом. В отсутствие любой абсорбции при 600 нм светопропускание (%) оптически прозрачного раствора при 600 нм принимали равным более 90%, предпочтительно более 92% и более предпочтительно более 95%.
Содержание нерастворимой фракции полимера
Выделение нерастворимой фракции из катионного гуара
Раствор катионного гуара (0,5%-0,8%) получали в деионизированной воде и перемешивали в течение 1-2 ч. Величину pH доводили до приблизительно 5 с использованием соляной кислоты. Раствор перемешивали в течение еще 1-2 ч, выдерживали в холодильнике в течение по крайней мере 16 ч и снова перемешивали.
Раствор центрифугировали порциями и почти прозрачный слой супернатанта удаляли. Осадки диспергировали в воде и объединяли. Растворы снова центрифугировали и супернатант удаляли. Диспергирование и центрифугирование повторяли по крайней мере три раза. Общее разбавление осадка при многократном диспергировании составляло по крайней мере 1000 раз (по объему). Все неиспользуемые в данный момент растворы и осадки хранили в холодильнике.
Конечный осадок и порцию исходного раствора супернатанта лиофилизировали и высушивали для следующего анализа. Концентрацию нерастворимой фракции в катионном гуаре рассчитывали при делении массы лиофилизированного осадка на исходную массу образца.
Содержание растворимой фракции полимера
Затем рассчитывали содержание водорастворимой фракции полимера, вычитая массу нерастворимой фракции полимера, определенную, как описано выше, из исходной массы полимера.
Содержание азота (мас.%) и общее содержание белка (%)
Содержание азота в полисахаридных композициях определяли с использованием элементного анализа методом индуктивно-связанной плазмы. Полученные данные согласовывались с определением содержания азота методом Кьельдаля и оценкой содержания азота с использованием метода ЯМР для оценки уровня катионного замещения. Затем рассчитывали содержание белка, умножая содержание азота (%) на 6,25 в соответствии со стандартным методом расчета содержания белка по содержанию азота (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, Food Energy: Methods of Analysis and Conversion Factors, глава 2: Methods of Food Analysis).
Измерения соотношения галактоза/манноза
Аномерные протоны в звеньях галактозы и маннозы идентифицировали методом протонного ЯМР кислотных гидролизатов различных полимеров и соотношение галактоза/манноза определяли стандартными методами (см. сс.4592-4593 в статье Duus J.О. и др., Chem. Rev., 100, сс.4589-4614 (2000)).
Определение молекулярной массы
Для определения молекулярной массы использовали эксклюзионную хроматографию. Значения среднемассовой молекулярной массы определяли с использованием детектора светорассеивания. Фракционирование проводили на колонке при pH 2 с использованием щавелевой кислоты в качестве мобильной фазы.
Определение степени катионного и гидроксипропильного замещения
Степень катионного и гидроксипропильного замещения определяли стандартными методами с использованием протонного ЯМР и кислотного гидролизата образца полимера.
Получение шампуня А
Композиции шампуней 1, 2, 3, 4
Композиции кондиционирующих шампуней, приведенные в табл.4, получали в виде 1,5 мас.% водного раствора при смешивании 73 массовых частей (мас.част.) следующей предварительно полученной смеси на основе ПАВ, указанной в табл.1, с 6,7 мас.част. деионизированной воды и 13,3 мас.част. полисахаридов или модифицированных полисахаридов для применения по настоящему изобретению с использованием механической мешалки с верхним приводом Caframo и с диспергирующей лопастью при 600 об/мин. Композицию перемешивали при температуре окружающей среды в течение 45 мин, затем выдерживали при температуре окружающей среды в течение ночи. Регистрировали вязкость и значение pH композиции, при этом значения pH изменялись в диапазоне 5,5-6,0.
Затем в шампунь добавляли 25 мас.% раствор хлорида натрия (4 мас.част.) и воду (3 мас.част.), перемешивание продолжали в течение еще 15 мин. Композиции шампуней выдерживали при температуре окружающей среды в течение ночи и определяли вязкость каждого шампуня с использованием вискозиметра Брукфильда LVT, шпиндель 4, при 30 об/мин.
Таблица 1
Предварительные смеси и композиции шампуней
Агент
Название INCl*
Активные агенты в композиции шампуня 1 (мас.%)
Активные агенты в композиции шампуня 2 (мас.%)
Предварительная смесь шампуней 1 и 2
Активные агенты в композиции шампуня 3 (мас.%)
Предварительная смесь шампуня 3
Активные агенты в композиции шампуня 4 (мас.%)
Предварительная смесь шампуня 4
Деионизированная вода
Деионизированная вода
дост.кол-во до 100
дост.кол-во до 100
2308,00
дост.кол-во до 100
1089,33
дост.кол-во до 100
1409,33
Standapol ES-2
Лауретсульфат натрия (2 ЕО), 25%
12,00
12,00
5760,00
10,00
1600,00
8,00
1280,00
Amphosol СА
Кокамидопропилбетаин (30%)
2,00
2.00
800,00
2,00
266,67
2,00
266,67
Kathon CG
Биоцид
0,10
0,10
12,00
0,10
4,00
0,10
4,00
8880,00
2960,00
2960,00
Полимер
0,5%
0,2 мас.%
0,2 мас.%
0,2 мас.%
1. Лауретсульфат натрия, Standapol ES-2 фирмы Cognis.
2. Кокамидопропилбетаин, Amphosol СА фирмы Stepan Chemical Co.
3. Консервант, Kathon CG фирмы Dow Chemical Co.
* Международная номенклатура косметических ингредиентов INCl.
Получение шампуня В
Шампунь 5
Серии не-содержащих сульфаты шампуней получали с использованием предварительной смеси, указанной в табл.2, при этом получали композицию шампуня 5, указанную в табл.2.
Таблица 2
Предварительная смесь и композиция шампуня 5
Ингредиент
Название INCl*
Композиция шампуня 5 (мас.%)
Содержание в предварительной смеси (част.)
Деионизированная вода
Деионизированная вода
дост.кол-во до 100
1592,00
Amphosol СА (Stepan Chemical)
Кокамидопропилбетаин (30%)
15,00
600,00
Maprosyl 30B (Stepan Chemical)
Лауроилсаркозинат натрия (30%)
10,00
400,00
Mackam 1L (Cognis)
Лауроамфоацетат натрия (35%)
6,00
240,00
Глицерин
Глицерин, безводный
1,00
40,00
Plantaren 2000 N UP (Cognis)
Алкилполиглюкозиды
2,00
80,00
Динатриевая соль ЭДТУ
Динатриевая соль ЭДТУ
0,10
4,00
Kathon CG (Dow Chemical)
Биоцид
0,10
4,00
2960,00
Полимер
0,50
* Международная номенклатура косметических ингредиентов.
Получение шампуня
Шампунь 6
Серии шампуней получали с использованием микроэмульсии силикона (эмульсия Dow Corning 1784, выпускаемая фирмой Dow Corning Corporation) и предварительной смеси для композиции 2, указанной в табл.1, в присутствии продукта Carbomer 980 (Carbopol 980, выпускаемый фирмой Lubrizol Corporation, 0,4 мас.част.), 1,5 мас.% активного силикона (эмульсия Dow Corning 1784, выпускаемая фирмой Dow Corning Corporation) и 0,2 мас.% полимера. Указанные композиции шампуней и данные приведены в табл.5.
Отложение силикона из композиции шампуня 6 определяли, как описано ниже, в качестве модели для оценки эффективности полимеров по настоящему изобретению, способствующих отложению агентов, оказывающих положительное действие, из композиций средств личной гигиены, композиций средств бытовой химии и композиций промышленного назначения и применения в других учреждениях. Отложение силикона определяли при обработке натуральных каштановых волос композицией шампуня 6, содержащей полимеры по настоящему изобретению и полимеры, описанные в примерах сравнения. Данные по отложению силикона приведены в табл.5.
Оценка кондиционирующего действия и отложения на волосах
Для обеспечения кондиционирующего действия шампуня на волосы необходимо, чтобы происходило отложение материала с целью снижения трения между волосами во влажном и сухом состоянии, уменьшения силы, затрачиваемой на расчесывание во влажном и сухом состоянии.
Сравнительная оценка волос во влажном и сухом состоянии является стандартным методом испытаний, используемым для оценки кондиционирующего действия при испытаниях шампуней и кондиционеров. Для определения кондиционирования кожи при испытаниях средств для ухода за кожей используют оценку гладкости кожи или сниженного трения или ощущения мягкости кожи, сниженной проницаемости паров воды и повышенной эластичности кожи. В композициях чистящих средств на основе ПАВ для бытовой химии, в которых требуется кондиционирующее действие, таких как моющие средства для посуды, кондиционеры для белья и антистатики, кондиционирование обозначает обеспечение мягкости ткани и исключение статических эффектов, исключение разрывов или деформации волокон ткани, известных как скатывание ткани. Важным свойством также является придание тканям прочной окраски, и указанное свойство можно количественно оценить.
Оценка расчесываемости во влажном/сухом состоянии натуральных каштановых волос европейского типа и слегка обесцвеченных средне-каштановых волос
Измерения проводили при постоянных температуре и влажности (72°F и относительная влажность 50%).
Предварительная обработка волос перед испытанием шампуня
Каждую прядь промывали дважды лаурилсульфатом натрия или другими анионными ПАВ, например, лауриловым эфиром сульфата натрия в количестве 0,1-5 г ПАВ/г пряди, затем промывали дважды и высушивали на воздухе при 73°F и относительной влажности 50% в течение ночи. Дважды промытую прядь расчесывали вручную 5 раз расческой с крупными зубцами и 5 раз расческой с мелкими зубцами (в целом 10 раз).
Для обесцвеченных и натуральных волос использовали следующую методику. Использовали две или три пряди и регистрировали среднее значение, полученное для двух или трех прядей, каждую из которых расчесывали 8 раз, причем перед проведением измерения прядь дополнительно предварительно расчесывали, как описано выше.
Методика испытания шампуня
1. Каждую прядь обрабатывали дважды шампунем в количестве 0,1 г шампуня/1 г пряди (масса всех прядей составляла 3,0 г).
2. Каждую обработанную шампунем прядь расчесывали дважды вручную расческой с крупными зубцами.
3. Расчесанную вручную прядь помещали в прибор Instron и крейцкопф опускали до нижнего упора. Прядь расчесывали дважды расческой с мелкими зубцами и помещали в двойную гребенку.
Прибор Instron эксплуатировали в стандартных условиях.
После запуска испытания прядь поддерживали во влажном состоянии, опрыскивая деионизированной водой.
4. Проводили восемь испытаний, затем прядь выдерживали в подвешенном состоянии в течение ночи.
5. На следующий день каждую прядь испытывали восемь раз на расчесываемость в сухом состоянии. Вручную прядь в сухом состоянии не расчесывали.
6. Проводили 16 циклов на приборе Instron и затем регистрировали среднее значение силы, затрачиваемой на расчесывание во влажном состоянии, и стандартное отклонение.
7. Проводили 15 циклов на приборе Instron и затем регистрировали среднее значение силы, затрачиваемой на расчесывание в сухом состоянии, и стандартное отклонение.
Отложение силикона из шампуней на прядях волос и отложение цинка на искусственной коже можно оценивать несколькими методами. Ниже описаны один неразрушающий метод, используемый для количественного определения отложения силикона на волосах, и один метод количественного определения отложения цинка на твердых субстратах, таких как искусственная кожа.
Определение отложений цинка и силикона на субстрате кожи in vitro
Из кожи in vitro вырезали диски (2,5 см) и содержание цинка (Zn) в дисках определяли в вакууме методом рентгено-флуоресцентной спектроскопии на спектрометре модели S4 Explorer X-ray Fluorescence (SRF) фирмы Bruker. Приблизительный предел определения каждого элемента составлял 50 част./млн (0,0050 мас.%). Достоверность этого метода ранее подтверждали прямым анализом неорганических ионов в золе модели-субстрате кожи методом индуктивно-связанной плазмы (ИСП).
Определение отложения силикона
-1
-1
-1
-1
3
Для определения отложения общего силикона на прядях волос определяли массу каждого образца пряди волос (2-5 г) с точностью до 1 мг и образцы экстрагировали хлористым метиленом (приблизительно 150 мл). Образцы встряхивали при комнатной температуре в течение 1,5 ч. Супернатант хлористого метилена фильтровали через фильтровальную бумагу фирмы Whatman (№41) и упаривали досуха. Затем каждый образец растворяли в дейтерированном хлороформе (2 мл) и количественно переносили в мерную колбу (объемом 5 мл). Каждый образец анализировали на приборе NICOLET MAGNA 550 FT-IR с добавлением 150 дополнительных циклов сканирования при разрешении 4 см и скорости 0,4747 с использованием солевой ячейки с фиксированной длиной оптического пути 0,1 см. Эталонный спектр дейтерированного хлороформа использовали для вычитания полос растворителя (diff=1,0). Содержание силикона определяли по высоте пика полосы Si-СН при 1260 см (базовая линия 1286 см и 1227 см), затем полученное значение переводили в концентрацию силикона (мг/мл) с использованием калибровочной кривой для малых концентраций, начиная от 10-300 част./млн. Данные для каждого образца корректировали с учетом объема разбавления и массы образца. Все значения регистрировали с точностью до част./млн.
Оценка распределения силикона по длине пряди
-1
-1
-1
Относительную концентрацию отложения силикона по длине пряди волос определяли с использованием метода инфракрасной спектроскопии поверхности, инфракрасной спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (ИК-НПВО). В методе ИК-НПВО для определения относительного содержания силикона на поверхности по уравнению 1 используют соотношение высота пика полосы силикона вблизи 796,5 см (касательная базовая линия)/площадь поверхности эталонной полосы волос от 940,1 см до 919,9 см (касательная базовая линия). Было установлено, что определенное указанным методом содержание силикона на поверхности коррелирует с общим содержанием экстрагированного силикона в диапазоне от 300 част./млн до 4000 част./млн.
-1
Соотношение: высота пика при 796,5 см/площадь пика (от 940,1 см до 919,9 см)= относительное содержание силикона на поверхности (предел определения =0,05) (уравнение 1).
Метод можно использовать для оценки приблизительно 10-20 прядей волос за один цикл измерения с использованием луча круглого сечения (1 мм). Пучок волос из каждой пряди помещали в установку НПВО Golden Gate* спектрофотометра Thermo-Nicolet MAGNA*760 FTIR, снабженного детектором из дейтерированного триглицинсульфата (DTGS). Инфракрасные спектры регистрировали в 12 различных положениях на пряди волос по направлению от верхней части к нижней части пряди.
Примеры
Пример сравнения 1
Дробленый гуар, воду и раствор гидроксида натрия, как указано в табл.3, загружали в смеситель. Температуру повышали до 40-60°С. Затем добавляли 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмонийхлорид (соединение четвертичного аммония quat), дополнительное количество раствора гидроксида натрия, воды и декагидрат бората натрия, реакцию проводили в течение 1 ч, охлаждали до температуры окружающей среды, затем неочищенный продукт промывали водой, высушивали и измельчали.
Пример 2
Полимер согласно примеру 2 получали аналогично тому, как описано в примере 1, за исключением того, что на первой стадии добавляли ПАВ: моноолеат полиоксиэтиленсорбита и монолаурат полиоксиэтиленсорбита.
Пример сравнения 3
Заданное количество дробленого гуара, воды и раствора пероксида водорода, как указано в табл.3, загружали в смеситель. Смесь выдерживали при температуре 40-60°С в течение вплоть до 3 ч. Затем добавляли 3-хлор-2-гидроксипропилтриметиламмонийхлорид (соединение четвертичного аммония quat), дополнительное количество раствора гидроксида натрия, воды и декагидрат бората натрия, смесь выдерживали при температуре 40-60°С в течение вплоть до 2 ч, охлаждали до температуры окружающей среды, затем неочищенный продукт промывали водой, высушивали и измельчали.
Пример сравнения 4
Дробленый гуар (100 част.) и 18% раствор гидроксида натрия (152 част.) загружали в смеситель. Температуру повышали до 65°С и смесь выдерживали при указанной температуре в течение 1 ч, охлаждали до температуры окружающей среды, затем дробленый гуар промывали водой, затем 30%, 60% и 80% изопропанолом. Затем дробленый гуар возвращали в смеситель. Температуру повышали до 41°С и отгоняли изопропанол в вакууме. Затем гуар обрабатывали, как описано в примере 3, для превращения гуаровой камеди в катионный гуар.
Примеры 5, 6, 9, 10, 15
Полимеры, описанные в примерах 5, 6, 9, 10 и 15, получали аналогично тому, как описано в примере 3, за исключением того, что на первой стадии добавляли ПАВ на основе полисорбата: твин 20 и твин 80. В указанных примерах описано получение катионного полигалактоманнанового продукта по настоящему изобретению способом по настоящему изобретению.
Полимер согласно примеру 5а получали аналогично тому, как описано в примере 5, с использованием ингредиентов, указанных в табл.3, за исключением того, что перед добавлением соединения четвертичного аммония (quat) проводили реакцию пропиленоксида с дробленым гуаром при 70°С в течение вплоть до 3 ч. В указанном примере описано получение смешанного производного катионного гидроксипропилгуара по настоящему изобретению способом по настоящему изобретению.
Примеры сравнения 7-8
Полимер согласно примеру сравнения 7 получали аналогично тому, как описано в примере 3, с использованием ингредиентов, указанных в табл.3. В примере сравнения 8 полимер обрабатывали, как описано в примере сравнения 7, но часть полученного продукта дополнительно промывали.
Примеры 11-14
В примерах 11, 12 и 14 полимеры получали аналогично тому, как описано в примере сравнения 8, за исключением того, что добавляли различные ПАВ, указанные в табл.3. В примерах 7, 8, 11, 12 и 14 использовали дробленый гуар с высокой степенью очистки.
Таблица 3
Примеры реакционных композиций
Пример
Пр.ср.1
Пр.2
Пр.ср.3
Пр.ср.4
Пр.5
Пр.5а
Пр.6
Пр.ср.7
Пр.9
Пр.10
Пр.11
Пр.12
Пр.14
Пр.15
Дробленый гуар (99%)
100
100
100
100
100
100
Дробленый гуар (93%)
100
100
100
100
100
100
100
100
Вода
59
59
51
40
59
82
58
56
60
64
62
62
62
40
ПАВ
0
5(1)
5 (1)
5(1)
0,85 (2)
0
5(1)
5(1)
5 (1)
5 (3)
0,8 (4)
5(1)
Пероксид водорода, 30%
3
2
2
1
2
3
1
2
2
2
1
Гидроксид натрия, 50%
21
21
22
23
21
22
20
20
23
24
21
21
21
40
Пропиленоксид
20
3-Хлор-2-гидроксипропил-триметиламмонийхлорид, 65% (Quat 188)
36
36
46
48
40
54
34
33
53
54
36
36
36
40
Декагидрат бората натрия (Borax)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Уксусная кислота, 80%
1. Монолаурат полиоксиэтилен(20)сорбита (твин 20)/моноолеат полиоксиэтилен(20)сорбита (твин 80), 2 част.: 3 част.
2. Монолаурат полиоксиэтилен(20)сорбита (твин 20)/моноолеат полиоксиэтилен(20)сорбита (твин 80), 0,51 част.: 0,3 част.
3. Анионный ПАВ, лаурет-13-карбоксилат натрия (69%, ПАВ Sandopan LS 24N, выпускаемый фирмой Clariant Corp).
4. Смесь лауриновая кислота/олеиновая кислота, 0,4 част.: 0,4 част.
В примере 13 обработку проводили, как описано в примере 12, но часть продукта промывали водой, содержащей 2% анионного ПАВ, лаурет-13-карбоксилата натрия (ПАВ Sandopan LS 24N, выпускаемый фирмой Clariant Corp.).
Примеры 16-22
В примерах сравнения 16-22 использовали коммерческие катионные гуаровые полимеры.
Примеры 23-28
В примерах 23, 24 и 26 обработку проводили, как описано в примере 5, но процесс масштабировали.
В примере 25 обработку проводили, как описано в примере сравнения 3, но процесс масштабировали.
В примере 27 обработку проводили, как описано в примере сравнения 11, но процесс масштабировали.
Повышенная прозрачность продуктов по настоящему изобретению при использовании в концентрации, равной 0,5 мас.% (шампунь 1) и 0,2 мас.% (шампунь 2), показана в табл.4. Полимер по настоящему изобретению, описанный в примерах 2, 5, 6, 9, 10, 11, 13 и 15, позволяет получать композиции шампуней с максимальной прозрачностью по сравнению с контрольными полимерами сравнения. Указанный вывод сделан на основе следующего сравнения светопропускания (%) шампуня 2, приведенного в табл.4: а) шампунь 2, содержащий полимеры по настоящему изобретению, описанные в примере 2, характеризуется более высоким светопропусканием (%) по сравнению с примером сравнения 1, b) шампунь 2, содержащий полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 5, 6, 9, 10 и 15, характеризуется более высоким светопропусканием (%) по сравнению с примером сравнения 3, и с) шампунь 2, содержащий полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 11, 12, 13 и 14, характеризуется более высоким светопропусканием (%) по сравнению с примером сравнения 8.
Представляется целесообразным обсудить величины светопропускания (%) указанных полимеров в водном растворе при концентрации полимера, равной 1 мас.%, и в композиции шампуня 2 на основе ПАВ при концентрации полимера, равной 0,2 мас.%.
Прозрачность 1 мас.% водного раствора полимера, описанного в примере сравнения 4, свидетельствует о том, что экстракция гуара гидроксидом натрия, как описано в патенте US 5489674, повышает прозрачность водного раствора полимера, а также снижает содержание белка в полимере. Однако повышение прозрачности водного раствора полимера за счет экстракции гидроксидом натрия не обеспечивает повышенную прозрачность композиции шампуня 1, описанной в примере сравнения 4, о чем свидетельствует низкое светопропускание (%) шампуня 1 при концентрации полимера, равной 0,5 мас.%.
При использовании светопропускания (%) в качестве меры прозрачности шампуня 1, указанного в табл.4, очевидно, что более высокое оптическое светопропускание для полимера, полученного в примере 2, по сравнению с примером сравнения 1, а также для полимера, полученного в примере 5, по сравнению с примером сравнения 3 свидетельствует о повышенной прозрачности систем на основе ПАВ, таких как композиция шампуня 1, обеспечиваемой полимером по настоящему изобретению, описанным в примерах 2 и 5. Сравнение оптической прозрачности композиции шампуня 1, содержащей полимер, описанный в примере 6, с примером 5 свидетельствует о том, что концентрация ПАВ, используемая в способе, влияет на прозрачность полученного полимера в системе шампуня 1 на основе ПАВ, а также в других системах на основе ПАВ. Сравнение оптической прозрачности композиции шампуня 1, содержащей полимер, описанный в примере сравнения 8, с примером сравнения 7 свидетельствует о том, что дополнительная промывка при завершении способа не приводит к повышению прозрачности стандартно обработанного полимера в системах на основе ПАВ.
В композиции шампуня 2, указанной в табл.4, полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 5, 9, 10, 11, 13 и 15, характеризуются более высокой прозрачностью по сравнению с контрольными полимерами сравнения, описанными в примерах 3 или 8. Аналогичным образом, в композиции шампуня 2 полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 5, 9, 10, 11, 13 и 15, характеризуются более высокой прозрачностью по сравнению с контрольными полимерами сравнения, описанными в примерах 16, 18, 19 и 22.
Значения светопропускания (%) композиций шампуней 2, 3 и 4, указанных в табл.4, свидетельствуют о влиянии уменьшения концентрации ПАВ на оптическую прозрачность шампуня. Композиции шампуней 2-4, содержащие полимер по настоящему изобретению, описанный в примере 11, соответственно характеризуются более высокими значениями светопропускания (%), коррелирующими с оптической прозрачностью, по сравнению с соответствующими шампунями, содержащими полимер, описанный в примере сравнения 8 или в любом из примеров сравнения 16, 18, 19 или 22.
Полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 2, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13 и 14, свидетельствуют о влиянии типа заряда и структуры ПАВ на способ получения продукта по настоящему изобретению, а также на их применение в методике последующей промывки (пример 13).
Полимером по настоящему изобретению, описанным в примере 5а, является катионный гидроксипропилгуар по настоящему изобретению.
Светопропускание (%) 1% водных растворов полимеров по настоящему изобретению, описанных в примерах 2, 5, 5а, 6, 9, 10, 11, 12, 14 и 15, составляет менее 60% при измерении при длине волны 600 нм аналогично светопропусканию (%) полимеров, описанных в примерах сравнения 1, 3, а также 8, 16, 18, 19, 20 и 22. Неожиданно было установлено, что светопропускание водных растворов полимеров по настоящему изобретению, описанных в примерах 2, 5, 5а, 9, 10, 11, 13, 15, 23 и 24, составляет менее 55% при концентрации полимера, равной 1 мас.%, а значения светопропускания (%) композиции шампуня 2, приведенной в табл.4, которая состоит из лауретсульфата натрия (12%), кокамидопропилбетаиновых ПАВ (2%) и хлорида натрия (1 мас.%), составляют 85% или более. Кроме того, полимер по настоящему изобретению, описанный в примерах 11, 15, 23 и 24, позволяет получать шампуни, характеризующиеся значениями светопропускания (%), равными 85-90%, в композициях шампуней 2-4, указанных в табл.4, и в не-содержащей сульфатные ПАВ композиции шампуня 5, указанной в табл.5, если полимер присутствует в композициях при концентрации, равной 0,2 мас.% и 0,5 мас.%, соответственно. Данные, полученные в примере сравнения 8, свидетельствуют о том, что светопропускание композиций шампуней 2-4, указанных в табл.4, составляет только 83-85%, а светопропускание композиции шампуня 5, указанной в табл.5, составляет менее 75%, если полимер присутствует в композициях при концентрации, равной 0,2 мас.% и 0,5 мас.%, соответственно. Полимеры, описанные в примерах сравнения 16-22, в композициях шампуней 2-4 характеризуются светопропусканием менее 80%, а в композиции шампуня 5 характеризуются светопропусканием менее 80%, если полимер присутствует в композициях при концентрации, равной 0,2 мас.% и 0,5 мас.%, соответственно. Полимер, описанный в примере сравнения 20, является единственным исключением в связи с тем, что светопропускание этого полимера, описанного в примере сравнения 20, составляет >80% при концентрации полимера в растворе, равной 1 мас.%, что отличает указанный полимер от полимеров по настоящему изобретению, светопропускание которых в водном растворе при концентрации полимера в растворе, равной 1 мас.%, составляет <60%.
Полимер, описанный в примере сравнения 21, характеризуется свойствами, аналогичными свойствам полимеров по настоящему изобретению, описанных в примерах 11, 23, 24, 26 и 27, т.е. низким светопропусканием (%) в водном растворе и светопропусканием >85% в композициях шампуней 2-4, указанных в табл.4, и в композиции шампуня 5, указанной в табл.5. Однако содержание нерастворимой фракции в полимерах по настоящему изобретению, описанных в примерах 26 и 27, составляет >0,4 мас.% и превышает содержание нерастворимой фракции в полимере, описанном в примере сравнения 21. Кроме того, полимеры по настоящему изобретению являются более эффективными в качестве агентов, способствующих отложению компонентов дисперсной фазы или агентов, оказывающих благоприятное действие, таких как силикон или цинк на субстратах, таких как волосы. Например, в табл.5 показано, что полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 11, 23 и 24, в композиции шампуня 6 на 40-80% повышают отложение силикона на субстрате волос по сравнению с композицией шампуня 6, содержащей полимер сравнения, описанный в примере 8, и на более 40%-80% повышают отложение силикона на волосах по сравнению с полимером, описанным в примере сравнения 21.
В заключении следует отметить, что полимеры по настоящему изобретению характеризуются преимуществами по сравнению с полимерами, описанными в примерах сравнения.
Кроме того, содержание белка в полимерах по настоящему изобретению, описанных в примерах 2, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 14 и 15, аналогично содержанию белка в соответствующих полимерах, описанных в примерах сравнения 1, 3 и 8. Несмотря на это, прозрачность композиции шампуня 2, содержащей полимеры по настоящему изобретению, описанные в примерах 2, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 14 и 15, выше по сравнению с прозрачностью шампуней, содержащих соответствующие контрольные полимеры сравнения, описанные в примерах 1, 3 и 8.
Низкая прозрачность шампуня, содержащего полимер, описанный в примере сравнения 4, указывает на то, что способ, описанный в патенте US 5756720, снижает содержание белка и повышает прозрачность водного раствора полимера, но не повышает прозрачность композиции на основе ПАВ.
Таблица 4
Композиции полимеров и характеристики шампуней 1-4
Пример
Степень катионного замещения
Степень гидроксипропильного замещения
Соотношение галактоза/манноза
Молекулярная масса
Т (%, 600 нм) 1% водного раствора полимера
Вязкость 1% водного раствора полимера (сПас)
Содержание белка (%)
Общее содержание азота (%)
Т (%, 600 нм) шампуня 1 при концентрации полимера 0.5 мас.%
Вязкость шампуня 1 (сПа·с)
Т (%, 600 нм) шампуня 2 при концентрации полимера 0,2 мас.%
Вязкость шампуня 2 (сПа·с)
Т (%, 600 нм) шампуня 3 при концентрации полимера 0,2 мас.%
Вязкость шампуня 3 (сПа·с)
Т (%, 600 нм) шампуня 4 при концентрации полимера 0,2 мас.%
Вязкость шампуня 4 (сПа·с)
Нерастворимая фракция полимера (мас.%)
1
0,196
0,643
24
75400
1,31
1,59
31
12340
62
6379
2
0,189
0,665
20
69200
1,31
1,54
42
11320
72
6319
3
0,203
0,587
329000
41
38
1,19
1,67
61
6260
86
4159
4
0,239
0,586
404000
75
67
0,06
1,77
48
12700
5
0,198
0,557
441000
39
72
1,38
1,63
69
6080
89
4599
5а
0,267
0,54
0,71
19
458
1,96
2,18
97
3323
6
0,174
0,565
397000
33
58
1,44
1,5
9120
7
0,162
0615
301000
35
26
1,31
1,34
55
4780
8
37
25
83
7280
83
1448
85
333
9
0,233
0,592
41
50
1,13
1,87
90
3539
10
0,25
0,568
953000
45
1025
1,25
1,96
88
4849
11
0,171
0,643
325000
39
34
1,31
1,42
68
4960
93
7360
89
1376
87
335
12
0,172
0,652
287000
41
26
1,38
1,49
72
8420
13
43
24
70
8400
91
3159
14
0,173
0,653
306000
32
23
1,44
1,52
61
7000
15
0,196
0,566
580000
51
360
1,38
1,64
88
7620
86
1960
83
652
16 (1)
0,147
0,587
300000
22
59
1,19
1,16
68
5600
72
1768
82
430
17 (1)
0,171
0,574
41
29
1,00
1,36
35
10378
18 (1)
0,158
0,605
1140000
46
4060
1,06
1,23
47
9280
50
2768
59
1016
19 (1)
0,225
0,576
1070000
40
3700
1,00
1,81
77
10200
72
2792
69
1,116
20 (2)
0,231
0,632
837000
56
960
0,25
1,7
97
8760
99
2352
97
844
21 (2)
0,168
0,645
311000
40
48
0,75
1,29
95
6080
95
1700
92
426
0,3
22 (2)
0,14
0,624
1030000
35
5260
1,06
1,1
53
11600
58
3620
56
1280
23
0,182
0,593
313000
22
54
0,75
1,41
94
6520
94
1648
92
434
24
0,175
0,591
320000
43
39
0,69
1,36
96
6380
96
1656
95
439
25
0,172
0,566
334000
52
34
0,81
1,35
42
10820
0,9
26
0,171
0,567
334000
52
40
1,00
1,38
96
3431
1
27
0,168
0,651
255000
55
18
0,69
1,33
98
3334
0,4
1. Катионный гуар, являющийся коммерческим продуктом фирмы Ashland.
2. Катионный гуар, являющийся коммерческим продуктом фирмы Rhodia.
Таблица 5
Композиции полимеров и характеристики шампуней 5 и 6
Пример
Степень катионного замещения
Соотношение галактоза/манноза
Молекулярная масса
Т (%, 600 нм) 1% водного раствора полимера
Вязкость 1 мас.% раствора (сПа·с)
Содержание белка (%)
Общее содержание азота (%)
Т (%, 600 нм) шампуня 2 при концентрации полимера 0,2 мас.%
Вязкость шампуня 2 (сПа·с)
Т (%, 600 нм) шампуня 5 при концентрации полимера 0,2 мас.%
Вязкость шампуня 5 (сПа·с)
Отложение силикона из шампуня 6 на натуральных каштановых волосах (част/млн)
Вязкость шампуня 6 (сПа·с)
Нерастворимая фракция полимера (мас.%)
1
0,196
0,643
24
75400
1,31
1,59
62
6379
2
0,189
0,665
20
69200
1,31
1,54
72
6319
3
0,203
0,587
329000
40
38
1,19
1,67
86
4159
5
0,198
0,557
441000
39
72
1,38
1,63
89
4599
5а
0,267
0,54
19
1,06
2,16
97
8
37
25
83
7280
74
57
431
7860
9
0,233
0,592
41
50
1,13
1,87
90
3539
10
0,25
0,568
953000
45
1025
1,25
1,96
88
4849
11
0,171
0,643
325000
39
34
1,31
1,42
93
7360
93
46
770
8000
13
43
24
91
3159
15
0,196
0,566
580000
51
360
1,38
1,64
88
7620
86
152
753
16 (1)
0,147
0,587
300000
22
59
1,19
1,16
68
5600
46
53
677
17 (1)
0,171
0,574
41
29
1,00
1,36
35
10378
18 (1)
0,158
0,605
1140000
46
4060
1,06
1,23
47
9280
40
890
941
29450
19 (1)
0,225
0,576
1070000
40
3700
1,00
1,81
77
10200
72
880
1320
28700
20 (2)
0,231
0,632
837000
86
960
0,25
1,7
97
8760
96
366
970
18020
21 (2)
0,168
0,645
311000
40
48
0,75
1,29
95
6080
92
57
538
13780
0,3
22 (2)
0,14
0,624
1030000
36
5260
1,06
1,1
53
11600
13
588
653
31200
23
0,182
0,593
313000
22
54
0,75
1,41
94
6520
93
53
997
14800
24
0,175
0,591
320000
43
39
0,69
1,36
96
6380
92
53
756
14760
25
0,172
0,566
334000
52
34
0,81
1,35
0,9
26
0,171
0,567
334000
52
40
1,00
1,38
96
3431
1
27
0,168
0,651
255000
55
18
0,69
1,33
98
3334
0,4
1. Катионный гуар, являющийся коммерческим продуктом фирмы Ashland.
2. Катионный гуар, являющийся коммерческим продуктом фирмы Rhodia*.
Установлено, что нерастворимая фракция (мас.%) полимеров по настоящему изобретению составляет >/=0,4 мас.%, как было показано для полимеров по настоящему изобретению, описанных в примерах 26 и 27. Ясно, что указанное количество нерастворимой фракции превышает содержание нерастворимой фракции в примере сравнения 21.
Представленные в табл.4-5 результаты свидетельствуют о том, что неожиданным преимуществом полимеров по настоящему изобретению является обеспечение повышенного уровня прозрачности конечной композиции шампуня, т.е. светопропускания более 85%, измеренного при длине 600 нм с использованием диагностической композиции шампуня, включающей 12% лауретсульфата натрия (2 этиленоксидных звена)/2% кокамидопропилбетаина/1% NaCl и 0,2 мас.% полимера, в то время как значения светопропускания (%) водного раствора полимера составляют <60%, если полимер присутствует при концентрации, равной 1 мас.%. Представленные в табл.4 и 5 результаты демонстрируют эффективность полимеров по настоящему изобретению в широком диапазоне значений молекулярной массы, степени катионного замещения и неионогенного замещения, а также для полимеров различной структуры, т.е. в широком диапазоне соотношения галактоза/манноза в полимере. Неожиданные преимущества полимеров по настоящему изобретению наблюдаются в широких диапазонах степени катионного замещения, значений молекулярной массы, соотношения галактоза/манноза и содержания белка в полимерах.
Результаты, представленные в табл.5, также демонстрируют повышенную эффективность полимеров по настоящему изобретению в качестве агентов, способствующих отложению компонентов дисперсной фазы или агентов, оказывающих благоприятное действие, таких как силикон или цинк, на субстратах, таких как волосы или кожа.
Следует отметить, что приведенные в настоящем описании примеры не ограничивают объем настоящего изобретения, а представлены для иллюстрации некоторых конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения. В объем прилагаемых пунктов формулы изобретения включены различные модификации и варианты настоящего изобретения, не выходя за пределы объема указанных пунктов формулы изобретения.