用于减少固体基材干燥时间的组合物和方法

文档序号:23379 发布日期:2021-09-21 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 用于减少固体基材干燥时间的组合物和方法 (Compositions and methods for reducing drying time of solid substrates ) 是由 安卓亚斯·皮克 藤永浩辉 铁真希男 于 2020-01-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于减少固体基材干燥时间的组合物和方法。阳离子表面活性剂与低分子量二甲基聚硅氧烷的组合提供更快的排水。(The present invention relates to a composition and method for reducing the drying time of a solid substrate. The combination of cationic surfactant with low molecular weight dimethylpolysiloxane provides faster drainage.)

用于减少固体基材干燥时间的组合物和方法

技术领域

本发明涉及一种用于减少固体基材干燥时间的组合物、方法和用途。

背景技术

发达国家和新兴工业化国家的人们在日常生活中都会遭受大量污染,这些污染源于焚烧化石燃料产生电能、驱动汽车和飞机以及为房屋供暖或制冷。另外,许多工业制造过程会产生受污染的固体产品,这些产品如果不事先进行清洁处理,就无法轻易将其出售给消费者或用于后续生产过程。因此,工业和消费者面临清洁固体基材以去除污染物的问题。由于许多清洁过程需要使用水性组合物,因此,非常需要在进一步使用之前干燥相应的基材。但是,如果空气温度低、空气湿度高或需要快速干燥基材,则热干燥是加速该过程的常用技术。在这方面,热干燥需要施加能量,因此,必须尽可能短以减少环境负担。

2014年在美国针对200多名女性和200名16岁以上的青少年进行的一项调查显示女性平均每天早上在外貌上花费55分钟,在该调查中已经公布了这种对化妆品消费者和环境负担的突出实例[[1]https://www.today.com/health/how-we-did-today-aol-ideal-real-body-image-survey-2D12152771[2]https://www.today.com/health/stop-obsessing-women-spend-2-weeks-year-their-appearance-today-2D12104866]。这段时间中不可忽视的一部分是用于头发的干燥过程,尤其是对于长发的女性。鉴于这种背景,通常化妆品行业尤其是头发护理行业试图找到解决方案以帮助长发顾客加快其日常程序并因此节省时间也就不足为奇了。大多数可用的产品是所谓的喷雾中吹干,其基于有助于在吹干过程中蒸发水分的低级醇溶液。冲洗区提供的有望减少吹干时间并促进自然、无酒精的蒸发的产品极少。不幸的是,这些产品通常基于高浓度的环戊硅氧烷(例如Mintel#2303144),其是一种快速蒸发的有机硅化合物。但是,这种原材料在全球某些地区正在监管讨论。

当研究诸如头发的基材的干燥过程时,它在吹干蒸发之前开始,特别是在头发的最后漂洗步骤之后立即开始。第一步是将水从基材中排出。此外,该步骤是用于从基材去除大部分水的决定性步骤。因此,干燥过程中在施加热量之前的排水效率越高,消费者/工业在后期热干燥上花费的时间越少,且干燥所需施加的能量就越少。

总之,最重要的是研究有助于提高水流出速度的产品,以方便消费者、提高工业效率和保护环境。

本发明的发明人出乎意料地发现,包含特定浓度和重量比的特定二烷基季铵阳离子表面活性剂以及低分子量二甲基聚硅氧烷的组合物减少了固体基材、尤其是角蛋白纤维的干燥时间,增强了从基材的排水性,提供了干燥外观和角蛋白纤维的良好的束分离。

从现有技术已知包含双-(异硬脂酰基/油酰基异丙基)二甲基铵甲基硫酸盐和聚二甲基硅氧烷的产品(例如,Mintel#5534485、#3904857、#5306377)。然而,本发明利用低分子量的聚二甲基硅氧烷和特定重量比和浓度的化合物,因此,本发明是新颖的。

FR3059900公开了双-(异硬脂酰基/油酰基异丙基)二甲基铵甲基硫酸盐和氨端聚二甲基硅氧烷,但是该文献没有提及低分子量的聚二甲基硅氧烷,因此,本发明是新颖的。

EP3168251公开了双-(异硬脂酰基/油酰基异丙基)二甲基铵甲基硫酸盐和粘度为100cs的聚二甲基硅氧烷,因此,作为该发明所需的聚二甲基硅氧烷具有较高的分子量。此外,如比较例所示,不能达成本发明的技术效果。

DE102015222976公开了双-(异硬脂酰基/油酰基异丙基)二甲基铵甲基硫酸盐和高粘度的聚二甲基硅氧烷,因此,作为该发明所需的聚二甲基硅氧烷具有较高的分子量。此外,它不能达成本发明的技术效果。

尽管现有技术进行了大量尝试,但是没有公开内容解决本发明的问题。

发明内容

因此,本发明的第一个目的是一种用于减少固体基材、优选角蛋白基材、更优选人角蛋白基材、进一步更优选人发的干燥时间的组合物,其包含:

a)一种或多种根据以下通式结构的季铵表面活性剂

条件是R1和R2是C11-C21直链或支链的饱和或不饱和的烃基,它们可以相同或不同,并且可以任选地被一个或多个选自卤素、羟基、氨基和C1-C4烷氧基中的取代基取代,

R3和R4是C1-C3直链或支链的烃基,它们可以相同或不同,并且X-选自Cl-、Br-、I-、硫酸根和甲基硫酸根;

b)一种或多种通过凝胶渗透色谱法测定的重均分子量Mw为190g/mol至6000g/mol的二甲基聚硅氧烷,

其中,以组合物的总重量计,根据a)的化合物的总浓度为0.1重量%至小于5重量%,并且

其中化合物a)与b)的重量比为0.075至8。

本发明的第二个目的是一种减少固体基材、优选角蛋白基材、更优选人角蛋白基材、进一步更优选人发的干燥时间的方法,该方法包括以下的步骤:

a)使固体基材与水性组合物接触;

b)将上述组合物施涂到基材上;

c)将组合物留在基材上10s至600s的时间;

d)用水冲洗固体基材;

e)放置固体基材使其排水;

f)可选地用加热装置干燥基材,该加热装置提供的空气温度为35℃至230℃。

从方便使用者的观点出发,优选在步骤d)和f)之间不进行毛巾干燥。

然而,另一方面,从干燥效率、节省时间和节能的观点出发,优选在步骤d)和f)之间进行毛巾干燥。

从用户经验和常规的观点出发,进一步优选步骤a)的组合物是水性护理组合物。

本发明的第三个目的是上述组合物用于增强从固体基材排水的用途。

具体实施方式

该组合物适用于减少在各种固体基材例如木材、混凝土、塑料表面、金属表面和纤维表面的干燥时间。合适的纤维表面是棉、角蛋白纤维,例如羊毛和头发。合适的固体角蛋白基材也可以是皮肤,优选人皮肤。然而,从其对人应用的安全性的观点出发,本发明特别适用于人角蛋白纤维,优选是人发。

根据a)的化合物

表1中示出落入根据权利要求1的结构范围内的根据a)的合适的化合物。

表1:根据a)的合适的化合物:

*Evonik Nutrition&Care GmbH

从生物降解性的观点出发,优选根据a)的化合物具有以下的通式结构,

条件是R1和R2是C11-C21直链或支链的饱和或不饱和的烃基,它们可以相同或不同,并且可以任选地被一个或多个选自卤素、羟基、氨基和C1-C4烷氧基中的取代基取代,且X-选自Cl-、Br-、I-、硫酸根和甲基硫酸根,

从商业可获得性和生物降解性的观点出发,根据a)的最优选的化合物是双-(异硬脂酰基/油酰基异丙基)二甲基铵和/或其盐。其合适的盐是Cl-、Br-、I-、硫酸盐和甲基硫酸盐。

从商业可获得性和生物降解性的观点出发,根据a)的最优选的化合物是双-(异硬脂酰基/油酰基异丙基)二甲基铵甲基硫酸盐。该化合物可以从Evonik Nutrition&CareGmbH以商品名Varisoft EQ100购得,并且具有作为Quaternium 98的INCI名称注册申请。

从排水、外观和束分离的观点出发,以组合物的总重量计,根据a)的化合物的总浓度为0.1重量%以上,优选为0.2重量%以上,更优选为0.5重量%以上,进一步更优选为1重量%以上。

从排水、外观和束分离的观点出发,以组合物的总重量计,根据a)的化合物的总浓度小于5重量%,优选为4重量%以下,进一步更优选为3重量%以下,还进一步更优选为2重量%以下。

为了获得上述效果,以组合物的总重量计,根据a)的化合物的总浓度在0.1重量%至小于5重量%的范围内,优选在0.2重量%至4重量%的范围内,更优选在0.5重量%至3重量%的范围内,还更优选在0.5重量%至2重量%的范围内,还更优选在1重量%至2重量%的范围内。

根据b)的化合物

对于根据b)的化合物,需要确定重均分子量。根据本发明,用于测定Mw的分子量测定适合通过凝胶渗透色谱法进行。

化合物b)的重均分子量Mw通过下述方法测定。

将样品溶解于25℃的氯仿中,使其浓度为0.5g/100mL。使用以下测量仪器和分析柱,使氯仿作为洗脱液以每分钟1.0ml的速度流动,并将该柱稳定在40℃的恒温器中。将一百微升的样品溶液注入色谱柱进行测量。用于在色谱过程中检测化合物的检测器是折射率检测器。样品的分子量是根据事先准备的校准曲线计算的。作为分子量的校准曲线,使用通过使用几种单分散聚苯乙烯作为标准样品制备的校准曲线。

测量仪器:HLC-8320GPC,可从Tosoh Corporation购得。

分析柱:可自SHOWA DENKO K.K.购得的K-804L+K-804L。

因此,从排水和外观的观点出发,通过凝胶渗透色谱法测定的化合物b)的重均分子量Mw优选为190g/mol以上,更优选为260g/mol以上,进一步更优选为320g/mol以上。

从排水、外观和束分离的观点出发,通过凝胶渗透色谱法测定的化合物b)的重均分子量Mw优选为6000g/mol以下,更优选为5200g/mol以下,进一步更优选为2300g/mol以下,还进一步更优选为1300g/mol以下,还进一步更优选为760g/mol以下。

为了获得上述效果,通过凝胶渗透色谱法测定的化合物b)的重均分子量Mw在190g/mol至6000g/mol的范围内,更优选在190g/mol至5200g/mol的范围内,进一步更优选在190g/mol至2300g/mol的范围内,还进一步更优选在260g/mol至1300g/mol的范围内,还进一步更优选在320g/mol至760g/mol的范围内。

从排水性和外观的观点出发,化合物b)在25℃下的粘度优选为0.65mm2/s以上,更优选为1mm2/s以上,进一步更优选为1.5mm2/s以上。

从排水性、外观和束分离的观点出发,化合物b)在25℃下的粘度优选为60mm2/s以下,更优选为50mm2/s以下,进一步更优选为20mm2/s以下,还进一步更优选为10mm2/s以下,还进一步更优选为5mm2/s以下。

为了获得上述效果,化合物b)在25℃的粘度在0.65mm2/s至60mm2/s的范围内,更优选在0.65mm2/s至50mm2/s的范围内,进一步更优选在0.65mm2/s至20mm2/s的范围内,还进一步更优选在1mm2/s至10mm2/s的范围内,还进一步更优选在1.5mm2/s至5mm2/s的范围内。

化合物b)在25℃下的粘度是根据ASTM D 445-46T或JIS Z 8803用乌氏粘度计测得的。

从排水性、外观和束分离的观点出发,以组合物的总重量计,优选地,根据b)的化合物的总浓度为0.2重量%以上,优选为0.5重量%以上,进一步更优选为1重量%以上,还进一步更优选为2重量%以上。

从外观和商品成本的观点出发,以组合物的总重量计,优选地,根据b)的化合物的总浓度为20重量%以下,优选为15重量%以下,更优选为10重量%以下,还更优选为5重量%以下。

为了获得上述效果,以组合物的总重量计,根据b)的化合物的总浓度在0.2重量%至20重量%的范围内,优选在0.2重量%至15重量%的范围内,更优选在0.5重量%至15重量%的范围内,进一步更优选在1重量%至10重量%的范围内,还进一步更优选在2重量%至5重量%的范围内。

从排水性、外观和束分离的观点出发,优选化合物a)与b)的重量比在0.07至8的范围内,更优选在0.15至3的范围内,更优选在0.3至1的范围内,还进一步更优选在0.4至0.8的范围内。

根据c)的化合物

在本发明的一方面,从提高对角蛋白纤维的护理水平的观点出发,组合物优选还包含一种或多种不同于根据b)的化合物的亲脂性化合物作为化合物c)。

从化妆品安全性和提高对角蛋白纤维的护理水平的观点出发,与根据b)的化合物不同的合适的一种或多种亲脂性化合物可以优选选自具有支链或直链、饱和或不饱和的C12至C22烷基链的脂肪醇;具有直链或支链的C3至C18烷基链的醇与具有直链或支链、饱和或不饱和的C12至C22烷基链的脂肪酸的酯;植物油;凡士林基产品和/或它们的混合物。

从提高对角蛋白纤维的护理水平和与头发调理产品的良好的相容性的观点出发,进一步优选一种或多种不同于根据b)的化合物的亲脂性化合物选自具有支链或直链、饱和或不饱和的C14至C18烷基链,优选具有饱和的C14至C18烷基链的脂肪醇;和/或它们的混合物,更优选为具有饱和的直链的C14和C16烷基链的脂肪醇的混合物。

具有支链或直链、饱和或不饱和的C12至C22烷基链的合适的脂肪醇,例如为月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、鲸蜡醇、棕榈油醇、十七烷醇、硬脂醇、油醇、十九烷醇、花生醇、山嵛醇和/或它们的混合物。

从提高对角蛋白纤维的护理水平和与头发调理产品的良好的相容性的观点出发,优选的脂肪醇是肉豆蔻醇和鲸蜡醇,最优选上述两种化合物的混合物。

具有直链或支链的C3至C18烷基链的醇与具有直链或支链、饱和或不饱和的C12至C22烷基链的脂肪酸的合适的酯是棕榈酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸辛酯、棕榈酸异鲸蜡酯、硬脂酸辛酯、油酸油酯、羟基硬脂酸乙基己酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、山嵛酸山嵛酯和/或它们的混合物。

合适的植物油是霍霍巴油、鳄梨油、葵花籽油、核桃油、花生油、橄榄油、菜籽油、棉籽油、棕榈油、芝麻油、大豆油、椰子油、红花油、甜杏仁油、澳洲坚果油、葡萄柚籽油、柠檬籽油、橘仁油、杏仁油、蓖麻油、摩洛哥坚果油、琼崖海棠油(tamanu oil)、葡萄籽油、池花籽油、黑醋栗籽油(black current seed oil)、茉莉油、佛手柑果油、罗勒油、米糠/胚芽油、和/或它们的混合物。

合适的凡士林基产品是液体石蜡、特别是轻质液态石蜡(paraffinumperliquidum)和亚液态石蜡油(paraffinum subliquidum),以及矿物油、特别是白矿油,和/或它们的混合物。

从为角蛋白纤维提供足够的调理效果的观点出发,以组合物的总重量计,与根据b)的化合物不同的亲脂性化合物的总浓度优选为0.1重量%以上,更优选为0.5重量%以上,进一步更优选为0.75重量%以上。

从商品成本和水性组合物的稳定性的观点出发,以组合物的总重量计,与根据b)的化合物不同的亲脂性化合物的总浓度优选为10重量%以下,更优选为6重量%以下,进一步更优选为4重量%以下。

适当地,为了获得上述效果,以组合物的总重量计,与根据b)的化合物不同的亲脂性化合物的总浓度在0.1重量%至10重量%的范围内,优选在0.5重量%至6重量%的范围内,更优选在0.75重量%至4重量%的范围内。

从组合物的稳定性的观点出发,在本发明的这一方面中,优选该组合物是乳液。

不同于a)的其他表面活性剂

为了配制乳液并从进一步提高组合物的稳定性的观点出发,它可以包含一种或多种不同于a)的表面活性剂,优选选自阳离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。

从提高组合物的稳定性和/或提高对角蛋白纤维的调理效果的观点出发,以组合物的总重量计,与a)不同的表面活性剂的总浓度优选在0.1重量%至10重量%的范围内,更优选在0.25重量%至6重量%的范围内。

从组合物的化妆可接受性的观点出发,进一步优选组合物的pH在3至8的范围内,从使用者在调理组合物中的应用的观点出发,优选在3.0至7的范围内,更优选在3.0至6.5的范围内,进一步更优选在3.0至4.5的范围内。

以下的实施例用于举例说明本发明,而不是限制本发明。

实施例

*1从Evonik Nutrition&Care GmbH获得的Varisoft EQ100

*2-5KF-96 1cs-100cs系列,从Shin-Etsu Chemical Co.Ltd.获得,DMPS=二甲基聚硅氧烷

*6自Kao Corp.获得的KALCOL 4098/KALCOL 6098,混合重量比为2份KALCOL4098、1份KALCOL 6098

方法

准备用于排水测量的发绺

人发纤维(白种人,长15厘米)购自德国劳普海姆的Fischbach&Miller Haar。合并毛发纤维,以产生每绺约10克的头发。将合并的发绺用漂白溶液漂白两次,该漂白溶液包含6重量%的氨(25%活性)和2重量%的pH为9.8的氯化铵和6重量%的过氧化氢(50%活性)。在每次漂白过程中,将发绺完全浸入在水浴中的漂白溶液中30分钟。完成两次漂白处理后,将绺用水冲洗2分钟,梳理,然后风干。

排水测量

作为第一步骤,测定合并的发绺的干重。为此,将每个绺在烧杯中用水浸湿15分钟,然后用商品名为Goldwell Dualsenses Scalp Specialist Deep Cleansing Shampoo的市售洗发水洗发,用温水冲洗1.5分钟,然后使其完全风干。记录干重(M0)。

为了测定湿重(M1),使发绺在充满水的恒温水浴摇床中湿润12分钟。将5g上述实施例的组合物施用于每个合并的发绺,揉搓发绺1分钟,并使组合物静置2分钟。然后用温水冲洗组合物1分钟,并将水排出2分钟。然后将发绺离心5分钟30秒(70rpm,~0.44g),离心后测定发绺的湿重(M1)。然后根据以下公式计算排水(%)。

外观测量

白种人的金发发绺是从志愿者处获得的,并且如上所述进行了合并,但未进行漂白。将发绺用市售的商品名为Goldwell Dualsenses Scalp Specialist Deep CleansingShampoo的洗发水进行洗发,彻底冲洗,然后完全风干。发绺完全风干后,用Datacolor 45GCT仪器通过分光光度分析测量干发的颜色,该仪器是从美国新泽西州劳伦斯维尔的Datacolor Inc.获得的。对发绺上的5个测量点进行平均(L1,a1,b1)。

然后用市售的商品名为Goldwell Scalp Specialist Deep Cleansing Shampoo的洗发水将发绺再次清洗,并用水冲洗。然后将3g上述的实施例组合物施用于发绺上,揉搓1分钟,并使其静置1分钟。然后将这些发绺用温水冲洗1分钟,然后用操作者的手指挤压头发,以排出水分。然后用毛巾在发绺上施加恒定压力(在使用指定重量的情况下)持续30秒,用毛巾将发绺擦干。然后梳理发绺,并在发绺的5个不同位置进行湿发绺的颜色测量(L2,a2,b2)。

根据通过测量获得的CIE*Lab颜色空间结果,根据以下等式计算ΔEab色差值。

束分离测量

准备发绺以用于外观测量。完全风干后,将发绺用3g实施例组合物浸渍,用温水充分冲洗,并用毛巾干燥。然后由3名专家独立评价束分离,在评价之前不向专家提供组合物的详细信息。要求专家根据以下标准对束分离进行视觉上判断和评级。

3:完全分离(许多小束)

2:部分分离(一些大束和小束)

1:很少分离(很多大束)

然后将专家的判断相加得出总分,并以整数形式报告。

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