专利名称：纤维处理混合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理天然和合成纤维底物的局部用组合物。该局部用组合物包括具有确定物理化学性质的官能化硅氧烷混合物，其在极性和非极性纤维底物上所显示具有的调理功效高于以前所知的基于硅氧烷的调理剂的调理功效，尤其是当该底物为以前被化学处理(如发生在永久染色、漂白和烫发期间的化学处理)损伤过的毛发时。
背景技术：
氧化性染色(也被称为永久性染色)对毛发造成了不可逆的物理化学转变。典型地，在该过程中，两种组分在施用于毛发之前被混合在一起。这些组分通常包含氧化剂如过氧化氢和包括染色物质如氧化染料前体和偶合剂(在高pH值、典型为约10时被缓冲)。在与毛发接触后，该混合物被放置一段时间，以适于使所需的色彩转变发生。之后，由于不可逆的化学变化，毛发变得比没有染过的毛发更具亲水性。不受理论的束缚，这种毛发亲水性的变化似乎是由于和尤其是由于毛发中角蛋白-角蛋白胱氨酸氨基酸的氧化产生了更亲水的磺基丙氨酸氨基酸残余以及通过水解移除了天然疏水的F层。这种染色方法通常被消费者有规律地重复，以便维持他们所需的毛发颜色和颜色强度，并且还确保新生毛发具有与以前毛发相同的颜色。因此，毛发的极性从头皮附近的相对疏水的表面(经历第一次染发)变化至发梢处的逐渐更极性的基质(可能已受过多次染色处理)。毛发氧化性染色的论述可见于Charles Zviak的“The Science of Hair Care”，MarcelDekker，New York，1986。
这些不可逆的物理化学转变还可表现为粗糙度、脆度和干燥度增加，导致毛发不易整理。在染色过程中使用调理剂是已知的。可将调理物质加入到着色剂产品中，或可供选择地，将这些作为单独的调理剂加入到着色剂套盒中，并因此可在染色过程中或在着色剂已漂洗掉之后施用到毛发上。如EP 0 275 707中所描述的，已知使用氨基硅氧烷可达到目的。然而现已确定，在毛发极性更强的情况下，如在连续氧化染色后获得的毛发，氨基硅氧烷沉积大大减少，且在毛发调理中不能提供与非氧化性染色毛发相同水平的有益效果，尤其是当在苛刻的染色环境中递送该有益效果时。不受理论的束缚，其原因可能是受到极性化学损伤的毛发与相对非极性的氨基硅氧烷之间存在表面能的不相容性，其导致了较差的吸附性。
在受损较多和较少的毛发之间改善沉积均匀性提供了一个主要改善的方面，使得在最需要显著调理有益效果的极性较强/损伤较大的发梢能充分沉积，而不是在发根过度沉积。此外，这种技术挑战在不同的消费群中表现为甚至更大的问题。例如，存在于不同个体的不同损伤水平可导致相同的硅氧烷在一些情况下产生可接受的沉积，但是在另外一些情况下产生过度沉积，并伴随着负面的感官含义(如，第一次染发者对经常染发者色、浅黑色毛发对漂白成的金发等)。因此，非常需要一种能在所有发型和损伤水平下均匀沉积的硅氧烷活性物质。
在染色后立即改善毛发感觉不是着色剂调理剂唯一所需的性质。染色处理后，由于人的毛发与周围环境接触，而且由于头皮分泌的皮脂，使人的毛发变脏。毛发的污垢使其具有脏污感和不美的外观，并且需要频繁有规律地洗发。洗发通过清除过度的污垢和皮脂清洁了毛发，但却使毛发处于润湿、缠结和通常不易整理的状态中。一旦毛发变干，由于除去了其天然油以及其它天然的或沉积的调理和保湿组分，毛发经常处于干燥、蓬乱、无光泽或卷曲的状态。毛发变干后还导致其具有较高的静电水平，这可影响梳理而且可导致通常称为“飞散的毛发”状况的发生。这种状况在以前氧化性染色过的毛发上更为严重。
已经开发了各种缓解这些洗发后问题的方法。这些方法包括从使用洗发剂后使用毛发调理剂如免洗型或洗去型产品，到试图用一种产品同时清洁和调理毛发的毛发调理洗发剂。毛发调理剂典型地在洗发后的单独步骤中施用。毛发调理剂为洗去型或免洗型，这取决于所用产品的类型。在洗发剂和调理剂的施用中，通常使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为调理物质来改善毛发感觉。然而已知，就氧化性染色后获得的更加亲水的毛发来讲，PDMS沉积被大大减少，并且在毛发调理中不能提供与非氧化性染色毛发相同的有益效果。
发明一种不需要每次都在洗发时施用的调理剂将是高度有利的，这不是现有技术组合物目前所能够做到的，所述现有技术组合物包括上述技术中所定义的组合物。这对于受到亲水性氧化损伤的毛发尤其是一个问题，典型的是已永久染色的毛发，其在日常洗发过程中更容易由于随后进一步的破坏而受损。具有持久性沉积的调理剂能够对毛发进行全天候的保护。因此高度需要一种在染色处理期间被沉积的调理活性物质，其在染色后数天或数周内的洗涤循环过程中，仍能够保留在毛发上以提供持久的调理有益效果。
最后，为获得改进的调理效果，确保足够的聚硅氧烷流体沉积在每根发丝上以满足消费者的需要也是重要的，即聚硅氧烷流体的绝对沉积足以达到这个目的，无论是在洗发后的初期还是在长期洗发之后。
概括上面所论述的一些消费者的需要，本发明者所面对的难题是制造出一种能均匀而持久地沉积在具有不同损伤状态的毛发上的调理剂，该不同损伤状态包括未受损伤的原始毛发到遭受过多次氧化性染料处理的毛发这两个极端之间的各种状况。
在现有技术中似乎已经进行了尝试来解决上面所论述的一些问题。更具体地讲，已经不再使用高度疏水的基于PDMS的硅氧烷，而是使用官能化硅氧烷，其包括的官能团如上面所论述的胺和(尤其是)季铵部分。例如，US6,136,304论述了与极容易从毛发上漂洗掉的调理化合物相关的问题。它还论述了调理剂对于原始毛发和受损毛发的施用。被提出可达到这些目的乙氧基化季铵官能化硅氧烷，如由Goldschmidt Chemical Corporation，Hopewell，Va生产的ABILQUAT 3272(见下表1)和ABIL-QUAT 3270(CTFA命名都为季铵-80)是非常亲水的，然而，在下一次洗发的时候，它们会被快速地冲洗掉。换言之，它们没有达到足够的持久性以满足消费者的需要。依据极性，这些硅氧烷在极性谱图上处在自PDMS型物质的另一端，但是它们同样是非持久性的，因此不适合。
本领域已知的另一个方法是使用硅氧烷混合物。例如，US6,171,515提出了胺、多元醇官能化的硅氧烷和环氧乙二醇硅氧烷的混合物。环氧官能化的硅氧烷对于本目的来说太过于亲水，并几乎可作为表面活性剂从任何硅氧烷沉积的基质中来拉取另一个更持久的硅氧烷，因而破坏了整体的持久性。
考虑到上面的论述，本发明将理想地提供一种毛发处理组合物，其包含官能化硅氧烷调理剂，该调理剂均匀沉积在出现于当前人群中所有类型的毛发上，包括未受损伤的原始毛发到遭受过多次氧化染料处理的毛发这两个极端之间的各种不同状况。
另外，本发明将理想地提供一种毛发处理组合物，其包含官能化硅氧烷调理剂，该调理剂均匀地沉积在整个长度的发束上，包括沉积在未染过色的整个毛发上和沉积在以前用氧化性着色剂染过色的整个毛发上。
另外，本发明将理想地提供一种毛发处理组合物，其包含用于氧化性染色毛发上的持久性硅氧烷调理剂，该组合物不会被快速冲洗掉，从而不会降低对消费者的调理有益效果。
对于本领域的技术人员来说，通过阅读本说明书的公开内容，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得显而易见。
发明概述依照本发明的第一方面，提出了一种纤维处理组合物，该组合物包括亲水性系数(HI)值大于或等于85且小于100的亲水性官能化硅氧烷与界面张力(IFT)小于或等于15mN/m且HI小于95的疏水性官能化硅氧烷的混合物，其中亲水性硅氧烷和疏水性硅氧烷相互不混溶。
依照本发明，官能化硅氧烷聚合物能够均匀和持久地沉积在具有各种损伤状态的毛发上。
本文所用术语“纤维”包括一束束天然或合成物质。天然物质的非限制性实施例是基于氨基酸的物质，包括蛋白质物质如羊毛、人的毛发(包括毫毛)和动物毛皮、棉花、纤维素和丝。合成物质的非限制性实施例是聚酯、尼龙和人造丝。
本文所用术语“官能化”硅氧烷包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)，其中至少一个甲基已被不同的基团所置换，该基团优选不是氢。术语“官能硅氧烷”和术语“官能化硅氧烷”是同义的。
亲水性和疏水性官能化硅氧烷组分相互不混溶-例如，当以50∶50的比率在干净的没有其它组分的烧杯中混合时，在去除混合能后，这两种官能化硅氧烷组分不能均匀地混合或与另一个掺合，在置于室温和常压条件下三个星期后，产生分离的且可见的两相。
术语“界面张力”和“亲水性系数”将依照下文定义来理解。
当用于描述官能化硅氧烷的沉积时，本文所用术语“均匀”是指相对于未受损的毛发，在受损毛发上的相对沉积。短语如“均匀地沉积”和“均匀的沉积”必须如上所述解释。
当用于描述官能化硅氧烷的沉积时，本文所用术语“持久的”是指在十二个洗涤和漂洗循环后残存在毛发上的可量度的硅氧烷的量。短语如“均匀地沉积”和“均匀的沉积”必须如上所述解释。
术语HLB值是该技术领域的技术人员所熟知的-参见例如RmppChemie Lexikon，Thieme Verlag，Stuttgart，第9版，1995年，其位于“HLB-Wert”条目下。
发明详述所有引用的参考文献均全文引入本文以供参考。
除非另外特别指明，本文给定的所有百分数均以总组合物的重量计。除非另外特别指明，本文给定的所有比率均为重量比率。
除非另外指明，本文给定的所有分子量均为重均分子量。
除了提出的实际测量值的具体实施例之外，本文所参考的数值应视为受单词“约”限制。
在对如何解决上述技术问题的研究方面，本发明者不再专注于分子的性质，而是也开始考虑改变硅氧烷物理性质所可能具有的效果。那是因为，我们观察到硅氧烷液滴主要作为流体趋于和毛发束相互作用，而不是作为独立的分子和毛发束相互作用。研究了大量的参数并和对象相比较。
我们确定，在限定的亲水性官能化硅氧烷的亲水性范围内和限定的与亲水性官能化硅氧烷不混溶的疏水性官能化硅氧烷的亲水性范围内，在硅氧烷沉积于毛发上的均匀性和硅氧烷沉积于毛发上的持久性方面，可获得有利的技术有益效果。不受理论的束缚，据信亲水性官能化硅氧烷组分优选地迁移到混合物的含水界面以减少界面张力，并因此改善了在受到更极性化学损伤的毛发上的沉积。据信，这还导致疏水组分更均匀的覆盖以增强持久性。令人惊奇的是，发现这些有益效果适用于所有官能化硅氧烷混合物，其中亲水性组分和疏水性组分是不混溶的，且遵守限定的亲水性范围，与那些官能化硅氧烷的化学性质无关，即，与涉及的官能团无关。
传统上通过界面张力(IFT)来测定亲水性，其是照惯例确定的，使用如下文所定义的悬滴法来测定。本发明者也据他们所能使用这种方法。然而，在我们研究的过程中，变得明显的是对于具有界面张力小于1mN/m(1dyne/cm)的官能化硅氧烷，悬滴法的准确度显著下降，这是因为表面能的差别如此之小以至于难以将液滴与周围的介质区分开来。非常亲水的硅氧烷如，例如购自Wacker Silicones的Wetsoft CTW，是如此亲水以至于极难使用悬滴法来进行IFT量度。不幸的是，所包括的IFT小于1mN/m左右的亲水性硅氧烷对于本发明者是有意义的。因此，本发明者不得不采用一种替代方法以测定亲水性官能化硅氧烷-所谓的亲水性系数(HI)，该方法同样如下文所定义。
依照本发明，亲水性官能化硅氧烷组分的亲水性系数的范围为大于或等于85且小于100，优选大于或等于87且小于或等于99.5，更优选大于或等于90且小于或等于98。
疏水性官能化硅氧烷组分的界面张力小于或等于15mN/m且亲水性系数小于或等于95，优选界面张力小于或等于12mN/m且亲水性系数小于或等于93，更优选界面张力小于或等于8mN/m且亲水性系数小于或等于90。
为了完整起见，1mN/m(1dyne/cm)的IFT值相当于大约85的HI值。为易于理解，IFT值越低，相应的HI值就越高，反之亦然。
本发明者还已经确定，在给定的疏水性官能化硅氧烷的亲水性水平内，流体粘度对绝对沉积含量、持久性水平以及沉积硅氧烷的触感有影响。有利地，依照本发明的实施方案，疏水性官能化硅氧烷的粘度在400至150,000mPa.s的范围内。更有利地，该粘度在4000至25,000mPa.s的范围内。
在给定的亲水性范围内，疏水性官能化硅氧烷的沉积和持久性随不断增加的粘度而增长，该粘度高达平稳粘度，该平稳粘度被发现高于400mPa.s。不受理论的束缚，据信在这个平稳粘度下，在漂洗过程的时间范围内，该硅氧烷可提供足够的抗收缩性、抗“卷起”和随后的除去以改善沉积。
我们还已确定，粘度高于4000mPa.s以上将改善沉积的疏水性官能化硅氧烷的触感。不受理论的限制，我们相信，这是由于形成了比粘度在400和4000mPa.s之间的流体形态更平滑的沉积结构的形态。
亲水性官能化硅氧烷的粘度在50至150,000mPa.s、优选在400至125,000mPa.s、且更优选在600至100,000mPa.s的范围内。
依照本发明的一个更加有利的实施方案，亲水性官能化硅氧烷和疏水性官能化硅氧烷的混合物的含量按所述纤维处理组合物重量计在0.1％至20％重量、优选0.50％至10％重量范围内。
依照本发明的一个更加有利的实施方案，1％至90％重量、优选3％至50％重量的官能化硅氧烷混合物由亲水性官能化硅氧烷组成。另外，10％至99％重量、优选50％至97％重量的官能化硅氧烷混合物可有利地由疏水性官能化硅氧烷组成。
依照本发明，包含在纤维处理组合物中的硅氧烷混合物可包括一种以上亲水性系数(HI)值大于或等于85且小于100的亲水性官能化硅氧烷，和/或一种以上界面张力(IFT)小于或等于15mN/m且HI值小于95的疏水性官能化硅氧烷，前提条件是在所有情况下亲水性官能化硅氧烷与疏水性官能化硅氧烷相互不混溶。此外，硅氧烷混合物还可包括其它官能化和非官能化硅氧烷组分，这些组分既不是所定义的亲水性的，也不是所定义的疏水性的。
官能化硅氧烷亲水性组分和疏水性组分可在配方中混合，或作为预混物在混入配方之前预混和。优选地，官能化硅氧烷亲水性组分和疏水性组分是作为预混物在混入配方之前预混和，产生了水包油包油多重乳液，其中术语油理解为包含本发明的亲水性和疏水性官能化硅氧烷组分。
依照本发明可掺入到组合物中的亲水性和疏水性官能化硅氧烷包括侧链型或接枝型有机改性的硅氧烷，其中极性官能化取代基被掺入在一价有机基团之内或之上，下文中所用的A1、A2、A3和A4如下所示 还包括嵌段共聚物型有机改性的硅氧烷，其中这些极性官能化取代基被掺入在二价有机基团之内或之上，下文中用到了A1、A2、A3和A4。
其中Me为甲基，m大于或等于1，n为约50至2000，p为约0至50，q为约0至50，r为约0至50，s为约0至50，其中p+q+r+s大于或等于1，B1为H、OH、烷基或烷氧基。
上述侧链型或嵌段共聚物型有机改性的硅氧烷还掺入有分支的硅氧烷基团，包括被本领域的技术人员称为倍半硅氧烷或T基团的MeSiO3/2和称为Q基团的SiO4/2。
有机基团A1、A2、A3和A4可以为包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，杂原子尤其为O、N、S、P且该基团能掺入一种或多种极性取代基，该极性取代基选自具有Hammett∑参数值在-1.0和+1.5之间的吸电子、电中性或供电子的基团，其可以为非离子、两性离子、阳离子或阴离子基团，包括例如，定义如下的基团α1、α2、α3和α4；S连接的基团，包括Sα1、SCN、SO2α1、SO3α1、SSα11、SOα1、SO2Nα1α2、SNα1α2、S(Nα1)α2、S(O)(Nα1)α2、Sα1(Nα2)、SONα1α2；O连接的基团包括Oα1、OOα1、OCN、ONα1α2；N连接的基团，包括Nα1α2、Nα1α2α3+、NC、Nα1Oα2、Nα1Sα2、NCO、NCS、NO2、N＝Nα1、N＝NOα1、Nα1CN、N＝C＝Nα1、Nα1Nα2α3、Nα1Nα2Nα3α4、Nα1N＝Nα2；其它各种基团，包括COX、CON3、CONα1α2、CONα1COα2、C(＝Nα1)Nα1α2、CHO、CHS、CN、NC和X。
α1、α2、α3和α4可以为包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，杂原子尤其为O、N、S、P。
X为F、Cl、Br或I。
H为氢，O为氧，N为氮，C为碳，S为硫，Cl为氯，Br为溴，I为碘，F为氟。
Hammett∑参数值论述于Rmpp Chemie Lexikon，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，New York，第9版，1995年，“Hammett Gleichung”中。
对于亲水性官能化硅氧烷，优选的极性官能化取代基包括但不限于聚氧化烯(聚醚)、伯胺和仲胺、酰胺、季铵、羧基、磺酸根、硫酸根、碳水化合物、磷酸根和羟基。更优选地，本发明极性官能化取代基包括但不限于聚氧化烯、伯胺和仲胺、酰胺和羧基。
包含在亲水性官能化硅氧烷中的优选的极性官能化取代基包含至少一类含氧极性官能化取代基，如一种或多种极性官能化取代基中氧含量(氧百分比)之和(不包括PDMS主链中的氧)按所述官能化硅氧烷的重量计为1％至17％、优选2％至15％、且更优选3％至13％。此外，本发明的亲水性官能化硅氧烷组分应具有的硅氧烷含量(硅氧烷百分比)按所述官能化硅氧烷的重量计为45％至95％、优选为50％至90％、且更优选为55％至85％。硅氧烷含量或硅氧烷计算百分数(硅氧烷百分比)定义为PDMS主链(由硅、氧和甲基(若存在)组成)的平均分子量除以整个聚合物的平均分子量。同样地，氧的总含量(氧百分比)定义为每个氧原子的分子量乘以存在于硅氧烷中的平均氧原子个数再除以整个聚合物的平均分子量。
更优选地，亲水性官能化硅氧烷聚合物包含聚氧化烯取代基。聚氧化烯含量(聚醚百分比)应为5％至55％、优选为10％至50％、且更优选为15％至45％。优选地，硅氧烷百分比和聚醚百分比之和未达到100％，其它组分如胺和酰胺补足了余量。硅氧烷含量如上定义且聚醚含量(聚醚百分比)定义为每个聚醚侧链或嵌段的分子量乘以平均侧链或嵌段的数再除以整个聚合物的平均分子量。如果侧链或嵌段聚醚包含环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)单元，那么这个聚醚百分比包括EO百分比和PO百分比之和。如果侧链或嵌段聚醚仅由EO单元或仅由PO单元组成，这个聚醚百分比相当于相应的EO百分比或PO百分比。
还更优选地，亲水性官能化硅氧烷依照下式(1)
其中Me等于甲基；R1为甲基或R2或R3；R2为-(CH2)a-NH-[(CH2)a-NH]b-H；且R3为-(CH2)a-(OC2H4)m-(OC3H6)n-OZ；其中x为约50至1500，y为约1至20，z为约1至20；a为约2至5、优选2至4；b为0至3、优选1；m为约1至30；n为约1至30，且Z为H、1至4个碳原子的烷基或乙酰基，前提条件是当y为0时，R1为R2基团，且当z为0时，R1为R3基团。
包含氨基和聚氧化烯基团的通式(1)的侧链有机改性的硅氧烷可通过本领域的技术人员已知的方法，通过包括已知的聚合反应(如平衡或缩聚)的步骤和向硅氧烷主链引入有机取代的已知的方法(如氢化硅烷化)制备。
下列是依照本发明的亲水性官能化硅氧烷的非限制性示例性结构。
物质A 物质B
物质C 物质D 依照本发明，用于疏水性官能化硅氧烷上的优选的极性官能化取代基包括但不限于聚氧化烯(聚醚)、伯胺和仲胺、酰胺、季铵、羧基、磺酸根、硫酸根、碳水化合物、磷酸根和羟基。更优选地，本发明极性官能化取代基包括但不限于聚氧化烯、伯胺和仲胺、酰胺和羧基。
依照本发明，合适的疏水性官能化硅氧烷包括但不限于以商品名ADM1100和ADM1600市购自Wacker Silicones的具有胺官能度的有机改性的硅氧烷，购自Dow Corning Corporation的DC2-8211、DC8822、DC8822A、DC8803、DC2-8040、DC2-8813、DC2-8630和DC8566，购自Shin-EtsuCorporation的KF-862、KF-861、KF-862S、KF-8005、KF-8004、KF-867S、KF-873和X-52-2328，以及购自GE Bayer Silicones的TSF 4702、TSF 4703、TSF 4704、TSF 4705、TSF 4707、TSF 4708、TSF 4709、F42-B3115、SF 1708、SF 1923、SF 1921、SF 1925、OF TP AC3309、OF 7747、OF-NH TP AI3631、OF-NH TP AI3683。
优选的疏水性官能化硅氧烷包括具有胺官能度及粘度大于4,000mPa.s的有机改性的硅氧烷。这些包括但不限于以商品名ADM1100商购自WackerSilicones的流体、商购自Dow Corning Corporation的DC8803和购自GEBayer Silicone的TSF 4707。
依照本发明，纤维处理组合物有利地为毛发处理组合物。在这种情况下，该组合物可另外包含毛发漂白组分和/或染发组分。
依照本发明的另一个方面，提供一种毛发处理套盒，其包括(a)氧化性漂白组合物(b)染料组合物如上文定义的毛发处理组合物，其包括在组分(a)中和/或包括在组分(b)中和/或作为单独的组分提供。
依照本发明，该纤维处理组合物可包括美容上可接受的赋形剂以作为稀释剂、分散剂或组合物中硅油的载体，以便在施用组合物时促进硅油的分布。该赋形剂可以是含水的乳液、水、液体或固体润肤剂、溶剂、湿润剂、推进剂、增稠剂和粉末。
有利地，依照本发明，该纤维处理组合物以含水乳液的形式作为主要的组分，虽然其也可包括含水有机溶剂。该乳液优选地为水包油包油(水包硅氧烷包硅氧烷)乳液。
本发明的乳液处理组合物的含水连续相还可包括乳化剂以促进乳液的形成。用于本乳液处理组合物含水连续相中的乳化剂可包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性聚合物表面活性剂，水溶性含硅氧烷表面活性剂、HLB值大于约10的非离子表面活性剂，或能在硅氧烷液滴周围形成稳定液晶的表面活性剂体系。该非离子表面活性剂的HLB值优选为至少12、且更优选至少约15。属于这一类的表面活性剂列于McCutcheon的“Emulsifiers and Detergents”，北美和国际版，MCPublishing Co.，Glen Rock NJ，第235至246页(1993)。
含水相中所用的乳化剂不能使含水相胶凝。然而，该乳化剂可以在硅氧烷液滴周围形成稳定的层状液晶层。这个阻挡膜防止了乳状液滴间的聚结。在这种情况下，该表面活性剂体系可以是单独的表面活性剂或表面活性剂混合物。在某些实施例中，特殊的表面活性不能独自地形成液晶结构，但可以在第二种表面活性剂的存在下参与形成液晶。上述表面活性剂体系在硅氧烷周围形成了层状液晶层以在硅氧烷和含水相之间提供了阻挡层。这种类型的乳状液不同于常规乳状液，该常规乳状液依赖表面活性剂的亲水和疏水成分在硅氧烷-水界面上的取向。在硅氧烷周围层状液晶层的形成可以在马尔他十字的存在下检测到，该马尔他十字可通过正交偏振片用光学显微镜法或用冷冻切断电子显微镜法看到。
能参与硅氧烷液滴周围液晶结构形成的表面活性剂的示例性种类包括但不限于特殊的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、季铵盐表面活性剂和类脂表面活性剂。
在含水连续相中形成液晶的表面活性剂优选为非离子型且包括C16-22的脂肪醇和包括具有1至30个环氧乙烷基团的C16-22的脂肪醇乙氧基化物。具体的实施例包括棕榈醇、鲸蜡醇、硬脂醇、花生醇、油醇、带有10至30个环氧乙烷基团的棕榈基聚氧乙烯醚乙氧基化物、带有10至30个环氧乙烷基团的十六烷基聚氧乙烯醚乙氧基化物、带有10至30个环氧乙烷基团的硬脂基聚氧乙烯醚乙氧基化物，以及它们的组合。优选地，将C16-22的脂肪醇和C16-22的脂肪醇乙氧基化物以10∶1至0.5∶1、更优选6∶1至1∶1、最优选5∶1至1.5∶1的比例组合使用。
该含水连续相理想地应包含足够稳定硅氧烷的量的乳化剂。在一个实施方案中，该含水连续相包含乳化剂的量基于所述含水连续相的重量为约0.1％至约15％、且更优选为约0.1％至约10％。
依照本应用的组合物可在毛发染色组合物、特别是氧化性染发剂方面得到具体应用，其中毛发处于特殊的侵蚀性环境中。
用于本发明的优选的染发剂是氧化性染发剂。依照本发明，组合物中每种氧化性染发剂的浓度按重量计可为约0.0001％至约5％。
任何氧化性染发剂均可用于本发明组合物中。典型地，氧化性染发剂包括至少两种组分，它们被共同称为染料形成中间体(或前体)。形成染料的中间体可在适宜氧化剂存在下反应形成有色分子。
用于氧化性毛发着色剂的染料形成中间体包括芳族二胺、氨基苯酚、各种杂环、苯酚、萘酚和它们的各种衍生物。这些染料形成中间体可从广义上划分为主要中间体和次要中间体。主要中间体是经氧化被活化，而后可彼此反应和/或与偶合剂反应形成着色染料配合物的化合物，主要中间体也被称为氧化染料前体。次要中间体通常是无色的分子，它们可在活化前体/主要中间体的存在下形成颜料，因此可与其它中间体一起使用以产生特定的颜色效果或使颜色稳定，次要中间体也已知被称为颜色调节剂或偶合剂。
适用于本发明组合物和方法的主要中间体包括芳族二胺、多羟基酚、氨基苯酚和这些芳族化合物的衍生物(如，N-取代的胺衍生物和苯酚类的醚)。这类主要中间体在氧化前通常是无色的分子。
不受任何具体理论的束缚，据信由这些主要中间体和次要偶合化合物形成颜料的方法通常包括逐步的顺序，根据该顺序，主要中间体可被活化(通过氧化)，然后与偶合剂结合得到二聚的共轭有色物质，之后与另一个“被活化的”主要中间体结合产生三聚的共轭有色分子。
一般而言，氧化性染料主要中间体包括经过氧化形成低聚物或聚合物的那些物质，在所述低聚物或聚合物的分子结构中具有延伸的共轭电子体系。由于新的电子结构，所得低聚物和共聚物在电子光谱上表现出向可见光范围的位移并出现了颜色。例如，可形成有色聚合物的氧化性主要中间体包括那些物质，例如苯胺，它只具有一个官能团并且经过氧化形成一系列从绿色到黑色范围的共轭的亚胺和醌型二聚体、三聚体等。具有两个官能团的化合物例如对苯二胺能氧化聚合得到高分子量的有色物质，并具有延伸的共轭电子体系。本领域已知的氧化性染料可用于本发明的组合物。适用于本发明的主要中间体和次要偶合剂的代表性列表见Sagarin，“Cosmetic Science and Technology”，Interscience，特刊，第2卷，第308页至第310页。
主要中间体可单独使用或者与其它主要中间体组合使用，并且一种或多种主要中间体可与一种或多种偶合剂组合使用。对主要中间体和偶合剂的选择取决于所需的颜色、色泽和颜色的强度。可用于本发明的有十九种优选的主要中间体和偶合剂，它们可以单独或组合使用以提供从灰亚麻色到黑色的各种色泽的染料；它们是连苯三酚、间苯二酚、对甲苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、邻氨基苯酚、对氨基苯酚、4-氨基-2-硝基苯酚、硝基-对苯二胺、N-苯基-对苯二胺、间氨基苯酚、2-氨基-3-羟基吡啶、1-萘酚、N，N-双(2-羟基乙基)对苯二胺、间苯二酚、二氨基吡唑、4-氨基-2-羟基甲苯、1，5-二羟基萘、2-甲基间苯二酚和2，4-二氨基苯甲醚。这些物质可以分子形式或过氧化物相容的盐的形式使用。
除了氧化性染发剂以外，本发明的毛发染色组合物还可包括非氧化性染料物质和其它染料物质，或者用非氧化性染料物质和其它染料物质代替氧化性染发剂。适用于本发明染发组合物和方法的可任选的非氧化性和其它染料包括半永久染料、暂时性染料和其它染料。如本发明定义的非氧化性染料包括所谓的“直接作用染料”、金属性染料、金属螯合染料、纤维活性染料和其它合成及天然染料。各类非氧化性染料详述于“Chemical andPhysical Behaviour of Human Hair”第三版，Clarence Robbins(第250页至第259页)；“The Chemistry and Manufacture of Cosmetics”，第IV卷，第二版，Maison G.De Navarre著，第45章，G.S.Kass(第841页至第920页)；“cosmeticsScience and Technology”第二版，第II卷，Balsam Sagarin，第23章，F.E.Wall(第279页至第343页)；“The Science of Hair Care”C.Zviak编辑，第7章(第235页至第261页)，和“Hair Dyes”，J.C.Johnson，NoyesData公司，Park Ridge，U.S.A.(1973)，(第3页至第91页和第113页至第139页)。
本发明的毛发染色组合物优选包含至少一种氧化剂，所述氧化剂可以是无机氧化剂或有机氧化剂。存在于染色组合物中的氧化剂的含量按所述组合物的重量计优选为约0.01％至约10％、优选约0.01％至约6％、更优选约1％至约4％。
用于本发明的优选氧化剂是无机的过氧氧化剂。用于本发明组合物中的无机过氧氧化剂应是安全有效的。当本发明的组合物是液体形式或预期使用的形式时，适用于本发明的无机过氧氧化剂优选溶于本发明的组合物中。适用于本发明的无机过氧氧化剂优选是水溶性的。本文所定义的水溶性氧化剂是指25℃时溶解度达约1000ml去离子水中溶解10g的程度的试剂(“Chemistry”C.E.Mortimer，第5版，第277页)。
用于本发明的无机过氧氧化剂通常是能获得过氧化物水溶液的无机过氧化物。无机过氧氧化剂是本领域所熟知的，其包括过氧化氢、无机碱金属过氧化物如高碘酸钠、过溴酸钠和过氧化钠，和无机过氧化氢合物盐氧化物如过硼酸、过碳酸、过磷酸、过硅酸、过硫酸等的碱金属盐。这些无机过氧化氢合物盐可被掺入作为一水合物、四水合物等。如果需要，可使用两种或多种此类无机过氧氧化剂的混合物。虽然碱金属溴酸盐和碘酸盐也适用于本发明，但溴酸盐是优选的。高度优选用于本发明组合物的是过氧化氢。
本发明的组合物可以替换无机过氧氧化剂，或除了无机过氧氧化剂外，包括一种或多种预成型的有机过氧酸氧化剂。
用于本发明染发组合物的适宜有机过氧酸氧化剂具有下通式结构R-C(O)OOH其中R选自饱和或不饱和的、取代或未取代的、直链或支链的具有1至14个碳原子的烷基、芳基或烷芳基。
用于本发明组合物中的有机过氧酸氧化剂应是安全有效的。当本发明的组合物是液体形式和预期使用形式时，适用于本发明的预成形的有机过氧酸氧化剂应优选溶于依照本发明所用的组合物中。适用于本发明的有机过氧酸氧化剂优选是水溶性的。本发明定义的水溶性预成形的有机过氧酸氧化剂是指25℃下，在1000ml去离子水中溶解度为约10g左右的制剂(“Chemistry”C.E.Mortimer，第5版，第277页)。
本发明的组合物可任选的包含用于催化无机过氧氧化剂的含过渡金属的催化剂，和可任选的预成形的过氧酸氧化剂。适用于本发明的催化剂公开于WO98/27945中。
本发明组合物可包含重金属离子螯合剂作为任选组分。本发明中，重金属离子螯合剂是指作用于螯合剂(螯合物或清除剂)重金属离子的成分。这些组分也可具有钙和镁的螯合能力，但优选地，它们对结合重金属离子，如铁、锰和铜表现出选择性。在如本文所述的毛发染色组合物中，这类螯合剂有助于递送控制氧化作用并使染发产品具有良好的贮存稳定性。
重金属离子螯合剂的含量按所述组合物的重量计为约0.005％至约20％、优选为约0.01％至约10％、更优选为约0.05％至约2％。
合适的螯合剂公开于WO98/27945中。
在pH值为约3至11、优选4至10.5下，可提供依照本发明实施方案的处理组合物用于使用。
本组合物不仅在处理纤维(如毛发)方面得到应用，还可在施用于其它基质方面得到应用，这些基质如人的皮肤、指甲和各种动物体部分，如兽角、兽蹄和羽毛。
测定方法亲水性系数方法可通过在购自英国Bedfordshire的Hanna Instruments的LP2000浊度计上使用比浊法来测定亲水性系数。
将一只100ml的烧杯彻底洗净(包括先用己烷漂洗再用乙醇漂洗)，然后烘干1.在烧杯中直接称取0.3500g(+/-0.0015g)官能化硅氧烷。
2.然后在烧杯中直接称取24.6500g(+/-0.0500g)乙醇(乙醇，不小于99.7％vol/vol，A.R.纯度，EEC No.200-578-6)。
3.然后用高剪切搅拌器(IKA Labortechnik-Ultra-Turrax T8，购自IKAWerke GmbH & Co.KG，Staufen，Germany)非常注意地充分搅拌烧杯中的内容物1分钟，以确保硅氧烷完全离开了烧杯的底部并因此完全地混合。
4.立即用移液管移取10ml所得液体到干净的比色皿中(注意比色皿彻底地用己烷漂洗两次，然后用乙醇漂洗两次，然后在读数之前干燥)，然后将比色皿放入浊度计中。
5.约30秒后记录浊度读数，随后立即再读一次以确认。
6.将步骤1至5重复三次，将浊度值平均以给出官能化硅氧烷的平均浊度读数。
然后，如下计算官能化硅氧烷的亲水性系数亲水性系数＝100-((平均浊度)/400)×100界面张力测定方案可通过在Kruss DSA-10仪器上进行悬滴形状分析来测定有机改性硅氧烷的硅氧烷/水界面张力，该方法提出于F.K.Hansen，G.Rodsrun，“Surfacetension by Pendant drop.A fast standard instrument using computer imageanalysis”，Journal of Colloidand Interface Science，第141卷，第1期，1991年1月，第1页至第9页。该方法的准确度取决于参照流体(通常为水)和测试流体的密度差。假定本官能化硅氧烷中有许多具有与水接近的密度，可用D2O(密度为1.1g/cm3)替代H2O作为高密度相，以确保足够的密度差。有机改性硅氧烷相应的密度可使用购自Apollo Scientific Limited的Calculating Precision Density Meter DMA 5仪器来测定。
官能化聚硅氧烷流体粘度-测定方案可使用AR 500旋转流变仪(TA Instruments Ltd.，Leatherhead，SurreyKT22 7UQ，UK)来测定本发明所用的官能化聚硅氧烷流体的粘度。在30℃下，用嵌有49μm(微米)间隙的4cm 2°钢锥测量系统进行测定，并通过在2分钟内程序施加0.5至590Pa的剪切应力进行测定。这些数据用于产生物质的剪切速率对剪切应力的曲线。然后，可模拟这个流变曲线以确定物质的粘度。这些结果与下列广泛接受的牛顿模型相符合粘度，μ＝σ/γ(其中σ是剪切应力；γ是剪切速率)估定产物中硅氧烷粒径的方法使用显微镜(Nikon Eclipse E800)来确定最终产物中硅氧烷的粒径。典型地，将拍摄(JVC彩色摄像机KY-F50)的最终产物的图像放大100倍至40倍幅度。使用捕获的图像，添上标度(图像软件-Lucia G 4.51版(build 028)，Laboratory Imaging)，该标度预先用100μm刻度板(Graticules Ltd，TonbridgeWells，Kent，England)校准并和样本中的平均硅氧烷颗粒对比以提供对粒径的估定。
实施例下列实施例进一步描述和证明了本发明范围内的优选实施方案。给出实施例仅仅是为了说明，不应被解释为是对本发明的限制，因为在不背离其范围的条件下对其进行许多改变是可能的。
实施例1至4-着色剂组合物
(1)以商品名Surfac cetyl alcohol(Surfac鲸蜡醇)购自Surfachem，Leeds，UK(2)以商品名Surfac stearyl alcohol(Surfac硬脂醇)购自Surfachem，Leeds，UK(3)以商品名Volpo CS25购自Croda，North Humberside，UK(4)以商品名Phenoxyethanol购自Nipa-Hardwicke，Wilmington，Delaware(5)以商品名Sodium benzoate(Sodium苯甲酸盐)EP/USP购自Haltermann，Cumbria，UK(6)以商品名Edeta B Powder(Edeta B粉末)购自BASF，Cheadle，Cheshire，UK(7)以商品名Trilon C liquid(Trilon C液体)购自BASF，Cheadle，Cheshire，UK(8)以商品名Dequest 2010购自Solutia，Newport，South wales(9)以商品名Phosphoric acid 750F(Phosphoric酸750F)购自Albright & Wilson，West Midlands，UK(10)以商品名Sodium stannate(Sodium锡酸盐)购自Aldrich(11)以商品名Hydrogen peroxide(Hydrogen过氧化氢)35％ 171/4购自Ellis &Everard，Walsall，UK(12)以商品名50％ acetic acid(50％乙酸)购自Hays，Greenwich，London，UK(13)以商品名Ammonium Solution BP级购自Brotherton Speciality Products，WestYorkshire，UK实施例着色剂产物的应用过氧化物基质乳液基质可如下制备将去离子水加入到容器中并开始搅拌，同时加热到82℃。然后，加入防腐剂(乙二胺四乙酸四钠、苯甲酸钠)并使其溶解。然后，加入棕榈基聚氧乙烯醚-25、鲸蜡醇和硬脂醇，同时保持温度在80℃以上。然后，加入苯氧基乙醇。然后，将混合物通过回流管路加热至完全混合和匀化。通过将产物冷却至50℃以下并在冷却时剪切，获得乳液结构。将产物放置60分钟以增稠。
螯合剂预混物可如下制备将螯合剂加入到水中并在容器中将它们混合在一起。然后，将该溶液加入到乳液基质中。将水加入到前面的混合物中，然后在搅拌下加入过氧化氢，制得最终的过氧化物基质。
在搅拌下将两种官能化硅氧烷预混合在一起，然后加入到过氧化物基质中，并搅拌直至得到所需的粒径。
染料基质的载体基质载体基质可如下制备将水加入到容器中并开始搅拌，然后加入乙酸。然后加入乳液基质(见上述乳液基质的制备)。当完全匀化时，将氢氧化铵加入到混合物中。
为施用于毛发，将过氧化物基质和染料基质以1∶1的比率混合在一起，并施用到干燥的毛发上。
实施例5至7-着色后调理剂
(14)以商品名citric acid anhydrous fine(精细无水柠檬酸)购自Aldrich
组合物的制备调理剂组合物可如下制备在搅拌下将去离子水和乳液基质(见上述乳液基质的制备)加入到容器中。当匀化时，在混合物中加入柠檬酸，直到乳液的pH值在5和6之间。
官能化硅氧烷预混物可如下制备在搅拌下将两种官能化硅氧烷预混合在一起。然后，将官能化硅氧烷预混物加入到主要混合物中，搅拌直至得到所需的粒径。
权利要求
1.纤维处理组合物，所述纤维处理组合物包含亲水性系数(HI)值大于或等于85且小于100的亲水性官能化硅氧烷与界面张力(IFT)小于或等于15mN/m且HI小于95的疏水性官能化硅氧烷的混合物，其中所述亲水性硅氧烷和所述疏水性硅氧烷相互不混溶。
2.如权利要求1所述的纤维处理组合物，其中所述亲水性官能化硅氧烷的HI在87≤HI≤99.5的范围内。
3.如权利要求1或2所述的纤维处理组合物，其中所述疏水性官能化硅氧烷的IFT小于或等于12mN/m且HI小于或等于93。
4.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述疏水性官能化硅氧烷的粘度在50至150,000mPa.s的范围内，优选在400至125,000mPa.s的范围内。
5.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述疏水性官能化硅氧烷的粘度在4000至100,000mPa.s的范围内。
6.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述官能化硅氧烷混合物均匀和持久地沉积在被处理的纤维上。
7.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中亲水性官能化硅氧烷与疏水性官能化硅氧烷的混合物的含量在0.1％至20％重量、优选在0.50％至10％重量范围内。
8.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中1％至90％重量、优选3％至50％重量的所述官能化硅氧烷混合物由亲水性官能化硅氧烷组成。
9.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中10％至99％重量、优选50％至97％重量的所述官能化硅氧烷混合物由疏水性官能化硅氧烷组成。
10. 如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物为水包硅氧烷包硅氧烷乳液形式。
11.如权利要求10所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物另外包含基于所述含水连续相重量的0.1％至15％的乳化剂。
12.如权利要求11所述的纤维处理组合物，其中所述乳化剂包含阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性聚合物表面活性剂、水溶性含硅氧烷的表面活性剂和非离子表面活性剂中的一种或多种。
13.如权利要求12所述的纤维处理组合物，其中所述表面活性剂包含C16-C22的脂肪醇和/或具有1至30个环氧乙烷基团、优选10至30个环氧乙烷基团的脂肪醇乙氧基化物。
14.如权利要求13所述的纤维处理组合物，其中所述表面活性剂包含C16-22的脂肪醇与C16-22的脂肪醇乙氧基化物的混合物，所述混合物中脂肪醇与脂肪醇乙氧基化物的比率在10∶1和0.5∶1之间、更优选在6∶1和1∶1之间。
15.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述亲水性官能化硅氧烷和所述疏水性官能化硅氧烷均为侧链型或接枝型有机改性的硅氧烷，如下式所示 或嵌段共聚物型，如下式所示 其中Me为甲基，m大于或等于1，n为约50至2000，p为约0至50，q为约0至50，r为约0至50，s为约0至50，其中p+q+r+s大于或等于1，B1为H、OH、烷基或烷氧基并且有机基团A1、A2、A3和A4为包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，所述基团掺入有一种或多种极性取代基，所述极性取代基选自Hammett ∑参数值在-1.0和+1.5之间的吸电子、电中性或供电子的基团。
16.如权利要求15所述的纤维处理组合物，其中所述极性取代基包含如下定义的基团α1、α2、α3和α4；S连接的基团，包括Sα1、SCN、SO2α1、SO3α1、SSα11、SOα1、SO2Nα1α2、SNα1α2、S(Nα1)α2、S(O)(Nα1)α2、Sα1(Nα2)、SONα1α2；O连接的基团，包括Oα1、OOα1、OCN、ONα1α2；N连接的基团，包括Nα1α2、Nα1α2α3+、NC、Nα1Oα2、Nα1Sα2、NCO、NCS、NO2、N＝Nα1、N＝NOα1、Nα1CN、N＝C＝Nα1、Nα1Nα2α3、Nα1Nα2Nα3α4、Nα1N＝Nα2；COX、CON3、CONα1α2、CONα1COα2、C(＝Nα1)Nα1α2、CHO、CHS、CN、NC和X，其中α1、α2、α3和α4为包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，所述杂原子尤其为O、N、S、P，和X为F、Cl、Br或I，其中H为氢，O为氧，N为氮，C为碳，S为硫，Cl为氯，Br为溴，I为碘，F为氟。
17.如权利要求15或16中任一项所述的纤维处理组合物，其中对于所述的亲水性官能化硅氧烷，所述一种或多种极性取代基包含氧，其使得所述一种或多种极性取代基的氧含量之和按所述官能化硅氧烷的重量计为1％至17％，并且硅氧烷含量按所述官能化硅氧烷的重量计为45％至95％。
18.如权利要求15至17中任一项所述的纤维处理组合物，其中所述亲水性官能化硅氧烷包含聚氧化烯取代基。
19.如权利要求18所述的纤维处理组合物，其中所述亲水性官能化硅氧烷如下式所示 其中Me等于甲基；R1为甲基或R2或R3；R2为-(CH2)a-NH-[(CH2)a-NH]b-H；并且R3为-(CH2)a-(OC2H4)m-(OC3H6)n-OZ；其中x为约50至1500，y为约1至20，z为约1至20；a为约2至5、优选2至4；b为0至3、优选1；m为约1至30；n为约1至30，并且Z为H、具有1至4个碳原子的烷基或乙酰基，前提条件是当y为0时，R1为R2基团，并且当z为0时，R1为R3基团。
20.如权利要求18或19所述的纤维处理组合物，其中所述聚氧化烯的含量为5％至42％并且所述硅氧烷的含量为67％至95％。
21.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物包含亲水性官能化硅氧烷，所述亲水性官能化硅氧烷选自下列物质A至物质D以及这些物质的混合物物质A 物质B 物质C 物质D
22.如权利要求15或16中任一项所述的纤维处理组合物，其中对于所述的疏水性官能化硅氧烷，所述极性取代基选自聚氧化烯、伯胺和仲胺、酰胺、季铵、羧基、磺酸根、硫酸根、碳水化合物、磷酸根和羟基以及它们的混合物。
23.如权利要求22所述的纤维处理组合物，其中所述极性取代基包括胺取代基。
24.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述纤维为毛发。
25.如权利要求24所述的毛发处理组合物，所述毛发处理组合物另外包含毛发漂白组分和/或染发组分。
26.毛发处理套盒，所述套盒包括(a)氧化性漂白组合物(b)染料组合物；和如权利要求24所述的毛发处理组合物，所述毛发处理组合物包括在组分(a)中和/或包括在组分(b)中和/或作为单独的组分提供。
全文摘要
本文提出了包含有机改性硅氧烷混合物的纤维处理组合物，该硅氧烷混合物与现有技术的调理剂相比，能够更均匀和持久地沉积在各种具有不同程度损伤的纤维上，尤其是毛发上。这可以通过在限定的亲水性范围内操作有机改性的硅氧烷来实现。
文档编号A61K8/06GK1646081SQ03808974
公开日2005年7月27日 申请日期2003年4月22日 优先权日2002年4月22日
发明者罗伯特·W·格伦, 西蒙·P·戈弗雷, 安东尼·麦克米金, 科拉里·C·M·博马德, 安德烈·S·布莱科 申请人:宝洁公司