Сополимеры для укладки, композиции для укладки и способ их получения

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к сополимеру для укладки, способу его получения, композиции для укладки волос, содержащей указанный сополимер, и применению сополимера для укладки волос. Сополимер для укладки волос содержит коллоидную двуокись кремния и сополимеризованную мономерную часть из

- по меньшей мере одного водорастворимого моноолефинового мономера А и

- по меньшей мере одного моноолефинового силанового мономера В, где массовая часть мономера В составляет менее 1% от общей массы мономерной части и частицы коллоидной двуокиси кремния добавляют до или во время полимеризации мономера А в присутствии реакционноспособного по винильной группе силанового мономера В. Технический результат - получение сильного эффекта фиксации. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 табл.,7 пр.

Реферат

Данное изобретение относится к сополимеру для укладки, содержащему коллоидную двуокись кремния, композиции для укладки, содержащей указанный сополимер, и способу его получения и его применения для укладки волос.

Известно, что несколько растворимых в воде или диспергируемых в воде сополимеров применяют в композициях для укладки, таких как кремы, лосьоны для тела, лаки для волос, гели для волос, кондиционеры, шампуни и пены для укладки. Сополимеры для укладки, с одной стороны, должны иметь определенную жесткость для сохранения формы здоровых волос и причесанных волос. Однако, с другой стороны, такие полимеры не должны быть слишком хрупким, так как это вызывает некое осаждение полимера для укладки, когда обработанная кожа или волосы высыхают. В известном уровне техники предпринимались различные попытки создать подходящие сополимеры или композиции для укладки, чтобы они соответствовали представленным выше требованиям.

В WO 2005/082322 A1 представлен подход, в котором применяют по меньшей мере два компонента, одним из которых является сополимер, а именно терполимер, содержащий винилпирролидон, метакриламид и винилимидазол. Другим является наполнитель, добавка и/или активный агент. Одной из таких добавок является кремниевое соединение, применяемое в количестве от 0,01 до 15% масс., где указанное кремниевое соединение выбирают из летучих и нелетучих и растворимых и нерастворимых кремниевых соединений. Указанное кремниевое соединение может иметь молекулярную массу и вязкость от 1000 до 2 млн. сСт, измеренные при 25°C.

Соединения, имеющие форму частиц, также могут применяться в качестве добавок. Указанные гранулированные соединения, в частности, включают диоксид кремния и щелочные соли, которые, предпочтительно, диспергируются в растворителе и осаждаются в твердой форме при испарении растворителя. Стабильную дисперсию указанной добавки получают добавлением их с ограниченной скоростью к получаемой реакционной смеси.

Также примеры, приведенные в WO 2005/082322 A1, отражают сопутствующее применение сополимера, например, Luviset ® Clear, и другого соединения для получения жидких гелей, распыляемых гелей, различных муссов или лаков для волос.

Это означает, что дополнительные вещества, такие как добавки, требуются для точной регулировки физико-химических свойств применяемого сополимера. Эти дополнительные вещества не присоединяются физически к сополимеру и не связываются химически с ним. Они являются только тонкодиспергированными, т.е. они должны быть тщательно смешаны с сополимером для получения более или менее гомогенной и стабильной дисперсии. Это требует больших трудозатрат, временных затрат и финансовых затрат. Расслаивание может произойти в любое время, например, из-за изменений температуры, с образованием сополимеров, имеющих свойства, изменяющиеся, например, в зависимости от температуры, так как дополнительные вещества не всегда находятся на одинаковом расстоянии от сополимера, тем самым ингибируя любое постоянное или соответствующее взаимодействие с сополимером. Высокостабильное средство для укладки или хорошей обработки кожи требует композиции, содержащей сополимер, свойства которого не изменяются в зависимости от климатических условий. Это не может быть достигнуто с таким типом сополимеров.

Поэтому объектом данного изобретения является преодоление указанных выше недостатков известного уровня техники и получение улучшенных сополимеров, а также более простой композиции для укладки волос, которая позволяет потребителю легко наносить ее на волосы и на незащищенную, в частности покрытую волосами, кожу. Композиция и сополимер должны улучшать свойства липкости влажных волос, но не должны оставаться липкими на сухих волосах. Они должны обладать способностью сохранять укладку после ее создания, и особенно должны увеличивать срок существования завивки даже при агрессивных климатических условиях, что подразумевает усиление свойств фиксации и придания жесткости. Однако сополимеры и композиции в соответствии с данным изобретением также должны быть очень мало заметными и гладкими для того, чтобы избежать осыпания со сформированной прически. Они должны хорошо поддерживаться увлажненной кожей, особенно кожей головы, и должны быть растворимыми или диспергируемыми в воде. Указанные сополимеры и композиции должны легко получаться с высокими качеством, чистотой и различными количествами, с применением низкозатратного производственного процесса, причем указанный процесс является другим аспектом данного изобретения.

Основные признаки данного изобретения представлены в пунктах формулы 1, 13, 14 и 26, другие варианты осуществления изобретения представлены в пунктах формулы 2-12 и 15-25.

Сополимер в соответствии с данным изобретением содержит коллоидную двуокись кремния и сополимеризованную мономерную часть по меньшей мере одного водорастворимого моноолефинового мономера А и по меньшей мере один моноолефиновый силановый мономер В, где массовая часть указанного мономера В составляет менее 1% от общей массы мономерной части.

Такие сополимеры в соответствии с данным изобретением повышают свойства фиксации волос. То есть указанные сополимеры позволяют влажным уложенным волосам сохранять форму даже после высыхания, что измеряется эффектом повышения жесткости, липкостью на ощупь и липкостью по Кемпфу. Даже сильно изменяющиеся климатические условия не должны нарушать или, даже, разрушать укладку, полученную с применением полимеров в соответствии с данным изобретением. В частности, фиксация завивки и эффект жесткости сохраняется в течение достаточно длительного времени, например нескольких дней, в зависимости от климатических условий. Другим преимуществом указанных сополимеров или композиций для укладки волос в соответствии с данным изобретением является то, что они делают влажные волосы более липкими, что делает укладку более стойкой и позволяет сделать ее быстрее. Однако сочетание моноолефинового мономера А, моноолефинового силанового мономера В в данной концентрации и коллоидной двуокиси кремния дает сополимер, который остается растворимым или по меньшей мере диспергируемым в воде и, поэтому, может быть легко удален простым мытьем волос мягким водным раствором моющего средства. Указанная растворимость или диспергируемость сохраняется, даже если сополимер согласно данному изобретению высыхает.

Присутствие частиц коллоидной двуокиси кремния в сополимерах и в композиции для укладки волос в соответствии с данным изобретением улучшает тактильную жесткость прически и поддерживает сохранение завивки на обработанных волосах. Она обеспечивает липкость влажных волос и во время их сушки, и данная липкость облегчает процесс укладки. Волосы после сушки не очень отличаются от необработанных волос, так как свойства липкости сополимера или композиции для укладки волос в соответствии с данным изобретением исчезают после окончания сушки прически.

Преимущественные свойства сополимеров в соответствии с данным изобретением и соответствующих композиций для укладки волос могут быть достигнуты, если частицы коллоидной двуокиси кремния добавляют до или во время полимеризации мономера А в присутствии реакционноспособного по винильной группе силанового мономера В. Было обнаружено, что получение частиц диоксида кремния с обработанной поверхностью через их взаимодействие с типовым мономером В и, после завершения этой реакции, взаимодействие полученных силанизированных частиц с растворимым в воде моноолефиновым мономером А в соответствии с данным изобретением, не дает сополимеры, обладающие свойствами сополимеров и композиций для укладки волос в соответствии с данным изобретением. Механизм этого процесса еще не полностью ясен, но причиной может быть различное покрытие частицы диоксида кремния мономером В при обработке на отдельной стадии по сравнению с одновременной или перекрывающейся обработкой частиц диоксида кремния с мономером А и мономером В, как описано в данном изобретении.

Мономерная часть содержит от 30 до 99,9% масс., мономера А, предпочтительно, от 60 до 99,2% масс. и в очень предпочтительном варианте, от 80 до 99,1% масс. Такое высокое количество мономера А дает сополимеры в соответствии с данным изобретением, которые могут быть легко получены радикальной полимеризацией в растворе, которая легко проводится и не требует особых затрат. Никакой сложной обработки не требуется, и сополимер в соответствии с данным изобретением, полученный с таким количеством мономера А, растворим в воде или по меньшей мере диспергирован в воде.

Перед описанием различных соединений и смесей соединений, а также характеристик, понимаемых под термином мономер А, даны различные определения.

Термин % масс., или % массовый, или процент массовый в данном описании и формуле изобретения означает массовое количество соединения или смеси по отношению к общей массе того же или другого соединения или смеси.

Термин алкил включает одноцепочечные и разветвленные алкильные группы. Подходящие алкильные группы, имеющие короткие углеродные цепи, являются линейными или разветвленными алкильными группами, такими как C1-C8-алкил, предпочтительно, C16-алкил, еще более предпочтительно, C1-C4-алкил. Примеры указанных групп включают метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, 2-бутил, втор-бутил, трет-бутил, н-пентил, 2-пентил, 2-метилбутил, 3-метилбутил, 1,2-диметилпропил, 1,1-диметилпропил, 2,2-диметилпропил, 1-этилпропил, н-гексил, 2- гексил, 2-метилпентил, 3-метилпентил, 4-метилпентил, 1,2-диметилбутил, 1,3- диметилбутил, 2,3-диметилбутил, 1,1-диметилбутил, 2.2-диметилбутил, 3,3-диметилбутил, 1,1,2-триметилпропил, 1,2,2-триметилпропил, 1-этилбутил, 2-этилбутил, 1-этил-2-метилпропил, н-гептил, 2-гептил, 3-гептил, 2-этилпентил, 1-пропилбутил, октил и т.д.

Подходящие алкильные группы, имеющие длинные цепи, включают C830-алкильные и C8-C30-алкенильные группы, линейные или разветвленные, примеры которых включают н-гексил(ен), н-гептил(ен), н-октил(ен), н-нонил(ен), н-децил(ен), н-ундецил(ен), н-додецил(ен), н-тридецил(ен), н-тетрадецил(ен), н-пентадецил(ен), н-гексадецил(ен), н-гептадецил(ен), н-октадецил(ен) и н-нонадецил(ен), где слог (ен) является необязательным и означает что одна или более двойных связей могут быть расположены в любых положениях указанных выше длинноцепочечных алкильных групп.

Алкил также означает углеводородную основную цепь, которая содержит от 1 до 5 заместителей, где указанные заместители выбирают из группы, включающей цикло-алкил, арил, гетарил, ацил, СООН, карбоксилат, незамещенный амид, N-моно-(C16)-алкиламид, N-ди-(С16)-алкиламид, -SO3H, сульфонат и алкиламинокарбонил. Указанные заместители могут не только быть связаны с углеводородной основной цепью, но также могут образовывать алкильные группы как таковые.

Термин циклоалкил содержит углеводородные кольцевые структуры, имеющие от 3 до 8 атомов углерода, такие как, например, циклопентил, циклогексил, циклогептил или циклооктил. Циклоалкильные группы, такие как циклопентил, циклогексил или циклогептил, не содержат заместители, предпочтительно имеют 1, 2 или 3 заместителя, и даже в более предпочтительном варианте содержат только 1 заместитель, связанный с циклоалкильным кольцом.

Алкильные группы также включают гетероциклоалкильные кольца, которые представляют собой гетероциклические кольца с 4-7 атомами в кольце, предпочтительно, 5-6 атомами в кольце, где 1 или 2 из указанных атомов в кольце отличаются от С, и, например, их выбирают из группы О, N и/или S. Примеры таких гетероциклоалифатических групп включают пирролидинил, пиперидинил, 2,2,6-тетраметилпиперидинил, имидазолидинил, пиразолидинил, оксазолидинил, морфолинил, тиазолидинил, изотиазолидинил, изоксазолидинил, пиперазинил, пиперазинил, тетрагидротиофенил, тетрагидрофуранил, тетрагидропиранил, N-пирролидонил, N-капролактамил и диоксанил. Обнаружено, что среди этих радикалов N-пирролидонил наиболее хорошо адаптирован для косметических целей.

Как указано выше, термин алкил также включает различные арильные группы. Указанные арильные группы включают фенил, бензил, толуил, ксилил, мезитил, нафтил, флуоренил, антраценил, фенантренил или нафтаценил, которые или замещены, или не замещены. Наиболее предпочтительными являются фенил и нафтил.

Гетарильные группы, которые также являются частью термина арил, включают замещенные и незамещенные гетероциклоароматические группы, такие как пиридил, хинолинил, акридинил, пиридазинил, пиримидинил, пиразинил, пирролил, имидазолил, пиразолил, индолил, пуринил, индазолил, бензотриазолил, 1,2,3-триазолил и карбазолил.

Очень предпочтительными гетарильными группами являются имидазолильные группы, так как они обладают определенной жесткостью, с одной стороны, и, с другой стороны, не очень большие для того, чтобы затруднять гибкость сополимеров в соответствии с данным изобретением.

Растворимый в воде моноолефиновый мономер А и моноолефиновый силановый мономер В вместе образуют мономерную часть данного изобретения, и их соответствующие массовые проценты добавляют к 100. Различные типы мономеров, подходящие в качестве водорастворимых моноолефиновых мономеров А, также называемых мономерами А, представляют собой

Мономер А может быть выбран из группы, включающей виниловый (1), акриловый (2), метакриловый (3), акриламидный (4) или метакриламидный (5) скелет, где R1, R2, R3 и R 4 являются водородом или алкилом, где алкил является группой, описанной выше.

Для R1 наиболее предпочтительны лактамы, такие как N-пирролидонил, N-капролактамил, N-пиперидонил, а также N-имидазолил, N-пиридинил и карбоксамидил, так как полимеры или сополимеры, полученные из мономера или смеси мономеров, содержащих такие алкильные группы, являются физиологически приемлемыми и не образуют двухфазные системы при контакте с водой.

R2, R3 и R4 предпочтительно выбирают из Н или алкила, имеющего алифатическую природу, для того, чтобы избежать получения слишком жесткого и, следовательно, хрупкого полимера.

Мономер А из мономерной части может быть одним соединением. Однако более хорошие результаты гибкости и стабильности сополимера в соответствии с данным изобретением могут быть достигнуты, если мономерная часть содержит от двух до пяти различных мономеров А. Это позволяет корректировать свойства сополимера, балансируя между объемными и менее объемными мономерами А. Фактически очень хорошие результаты получают, если мономерная часть содержит три различных мономера А, два из которых являются объемными, и один не является объемным.

Было обнаружено, что мономер или мономеры А участвуют в образовании стабильного сополимера в соответствии с данным изобретением, если указанный мономер или мономеры А состоят из N-винилпирролидона, 1-винилимидазола и гибкого мономера. N-винилпирролидон и 1-винилимидазол представлены в избытке. N-винилпирролидон и 1-винилимидазол имеют объемную кольцевую структуру, которая, однако, является полярной, а следовательно, растворимой в воде. Такое одновременное применение 1-винилимидазола и N-винил-2-пирролидона делает сополимер в соответствии с данным изобретением достаточно жестким и растворимым или диспергируемым в воде. Таким образом, он остается на волосах даже при очень неблагоприятных климатических условиях, но легко смывается ополаскиванием их водой с добавлением моющего средства.

В очень предпочтительном варианте данного изобретения мономер или мономеры А состоят из N-винилпирролидона, 1-винилимидазола и гибкого мономера с N-винилпирролидоном и 1-винилимидазолом, составляя вместе от 75 до 85% масс., предпочтительно, от 78 до 81% масс, мономерной части. Такой высокий процент объемных мономеров дает более выраженную фиксацию сополимера в соответствии с данным изобретением на волосах, но, с другой стороны, не приводит к возникновению расслаивания из-за дополнительного присутствия более гибкого мономера, действующего как шарнир между более громоздкими мономерами N-винилпирролидоном и 1-винилмимдазолом.

Мономерная часть в предпочтительном варианте осуществления данного изобретения также содержит гибкий мономер, который выбирают из группы, включающей акрилаты (2), метакрилаты (3), акриламиды (4) и метакриламиды (5), где R2=Н, линейный или разветвленный ациклический алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, и R3, R4=Н, линейный или разветвленный ациклический алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода. Циклические или ароматические структуры не включены в остатки R1, R2, R3, R4 гибкого мономера.

Если гибкий мономер среди мономеров А дает очень плохую жесткость, это может ухудшить свойства стабильности сополимера в соответствии с данным изобретением, при условии, что гибкий мономер имеет только небольшие остатки R2, R3 и R4, такие как Н или метил. Поэтому особенно предпочтительно использовать небольшие соединения для гибкого мономера, который, с другой стороны, менее подвержен пространственному вращению связи. Высокоадаптированным гибким мономером, поэтому, является метакриламид с R3, R4=Н, или метакриловая кислота с R2=Н, так как они являются маленькими соединениями, и их вращение связи ограничено из-за метальной группы в положении альфа и амидной или карбоксильной группы. Наилучшие результаты получают с метакриламидом с R3, R4=Н, так как он является подходящим шарниром для объемных мономеров и, с другой стороны, сохраняет желаемую жесткость.

Мономер А содержит от 15 до 25% масс., и более предпочтительно, от 19 до 21% масс., гибкого мономера. Это количество достаточно для получения сополимера в соответствии с данным изобретением, достаточно гибкого для того, чтобы избежать отслаивания от сухих волос, при этом не ухудшая способность сохранять укладку.

В предпочтительном варианте данного изобретения мономер А имеет растворимость в воде более 100 г/л. Указанная высокая тенденция к растворению в воде обеспечивает немедленное смывание сополимеров в соответствии с данным изобретением с влажных волос или удаление с увлажненной кожи с применением мягкого моющего средства.

Полимеризация компонентов мономера А самих по себе, однако, не дает сополимеры, достаточно липкие во влажном состоянии для того, чтобы удовлетворительно формировать и сохранять прическу. Указанные сополимеры не способны достаточно присоединяться друг к другу и образовывать взаимосвязанные структуры, ответственные за длительное сохранение прически.

Таким образом, в данном изобретении также должен присутствовать мономер В в массовой части от 0,01 до 0,99% от общей массы мономерной части, предпочтительно, от 0,1 до 0,9%, и в наиболее предпочтительном варианте, от 0,2 до 0,8%. Мономер В служит в качестве праймера для коллоидной двуокиси кремния, это дает более сильное химическое и физическое взаимодействие между коллоидной двуокисью кремния и мономерами А. Выбор слишком низкой концентрации не будет давать желаемый эффект праймера, однако если концентрация указанного мономера В слишком высока, количество коллоидной двуокиси кремния и степень разбавления реакционной смеси во время процесса полимеризации должны осторожно корректироваться и тщательно отслеживаться. Другими словами, если реакционная смесь, содержащая большие количества мономера В, не будет соответствующим образом разбавлена и скорректирована, возникнет избыточное поперечное сшивание компонентов в соответствии с данным изобретением (мономера А, мономера В, коллоидной двуокиси кремния), что приведет к получению очень вязкого сополимера, который не сможет быть легко солюбилизирован или диспергирован в водных растворителях, и составлен в композицию для укладки волос.

Другим преимуществом мономера В является получение даже более эластичного сополимера в соответствии с данным изобретением, что необходимо, так как коллоидная двуокись кремния обладает усиливающим действием (см. ниже), которое должно быть компенсировано. Даже если ветреная погода значительно растягивает и сгибает волосы, полимеры в соответствии с данным изобретением не дадут разрушить прическу благодаря удерживающей, т.е. нехрупкой структуре сополимеров в соответствии с данным изобретением.

Указанный мономер В является хорошим праймером, если он является реакционноспособным по винильной группе силановым мономером. Реакционноспособный означает, что мономер В полимеризуется радикальной полимеризацией. Термин виниловый включает любую структуру, имеющую двойную связь. Понятно, что указанный мономер В имеет два разных участка реакционной способности, один из которых является радикально полимеризуемой виниловой группой, а другой является алкилированной и/или алкоксилированной силильной группой. Таким образом, полимеризация проходит так, чтобы получился сополимер, имеющий высокоразветвленную основную цепь, так, что структуры затрудняют друг друга.

Праймер мономер В служит в качестве «шарнира» между мономером(ами) А и коллоидной двуокисью кремния. Он удерживает частицы двуокиси кремния на подходящем расстоянии от мономера(ов) А, то есть он имеет такую форму, чтобы мономер(ы) А, мономер В и коллоидная двуокись кремния образовывали сополимеры, в которых частицы двуокиси кремния выровнены в «жемчужное ожерелье», где частицы двуокиси кремния связаны как ковалентно, так и через физическое взаимодействие.

Необходимо, чтобы мономер В имел общую формулу R5-(CH2)n-Si(R6)2R7, где R5=акрилоилокси-, метакрилоилокси-, винилокси-, винил-, n=0-10, R6=-O-(CH2)m-CH3, где m=0-4, изопропил-, изопропилокси-, трет-бутил-, трет-бутилокси-, втор-бутил-, втор-бутилокси- и R7=R6, -Н, -СН3, -СН2СН3, для получения сополимера в соответствии с данным изобретением с указанной выше структурой «жемчужного ожерелья». Указанная структуры заставляет сополимеры в соответствии с данным изобретением скручиваться, что придает им более высокую прочность фиксации друг с другом по сравнению с не скрученными, т.е. не содержащими двуокись кремния сополимерами. Указанная более высокая прочность фиксации, с другой стороны, не снижает гибкость сополимера.

Хорошие результаты получают с R5=акрилоилокси-, метакрилоилокси-, винилокси- и винил-. Указанные вещества могут легко взаимодействовать через радикальную полимеризацию с указанными выше мономерами, так как они достаточно малы по размеру, что позволяет быстро и экономно получать сополимер. Они связаны с линкером, содержащим от 0 до 10 метиленовых групп ((CH2)n, где n=0-10). Если n превышает 10, частицы двуокиси кремния взаимодействуют с силильными группами мономера В, которые расположены достаточно далеко от сополимерной основной цепи, что позволяет частицам двуокиси кремния свободно двигаться. В этом варианте они могут не встретить друг друга, и трение между различными цепями полученных таким образом сополимеров снижается, что приводит к нежелательному уменьшению силы фиксации указанных сополимеров.

Силильные группы мономера В связаны с конечным положением линкера, и R6 и R7 содержат различные алкокси остатки, выбранные из группы, включающей метокси, этокси, пропокси, бутокси, пентокси, изопропил-, изопропилокси-, трет-бутил-, трет-бутилокси-, втор-бутил, втор-бутилокси-, а также водород, метил или этил. Указанные остатки R6 и R7 частично гидролизуются во время процесса сополимеризации и участвуют в балансе гидрофобных и гидрофильных частей сополимера в соответствии с данным изобретением, тем самым придавая подходящую способность связываться с отрицательно заряженными волосами и, в то же время, смываться водой, содержащей моющее средство.

Один из предпочтительных вариантов мономера В содержит R6, выбранный из указанных выше алкоксигрупп, и R7, являющийся Н, метилом или этилом. Это обуславливает различие реакционной способности между группами, связанными с атомом Si, что оказывает влияние на химическую и физическую связь с ним частиц двуокиси кремния. Особенно это влияет на количество частиц двуокиси кремния, присоединенных к мономерной части, и в частности, присоединенных к мономеру В, во время сополимеризации, и, таким образом, на силу фиксации полученных сополимеров. Выбор R6 и R7 из одинаковых соединений не может дать подобную дифференциацию реакционной способности с двумя исключениями.

Одним является, в качестве мономера В, (3-метакрилоилокси)пропил триметоксисилан (MEMO), имеющий структуру Н2C=(CH3)CO2(CH2)38Si(OCH3)3, а именно мономер, содержащий три метоксигруппы в его силильной группе. Было обнаружено, что сополимеры в соответствии с данным изобретением, полученные с (MEMO) в качестве мономера В, присоединяют достаточной количество коллоидной двуокиси кремния и, таким образом, сохраняют достаточную интерполимерную силу фиксации независимо от того, что три остатка R6 и R7 являются метокси.

Вторым мономером В, дающим сравнимые результаты, является винилтриметоксисилан (VTMOS), имеющий структуру H2C=CH-Si(OCH3)3, также содержащий три метоксигруппы в его силильной группе.

В одном варианте осуществления данного изобретения мономер В является смесью триметоксисилана (3-метакрилоилокси)пропила (MEMO) и винилтриметоксисилана (VTMOS). Массовое соотношение (3-метакрилоилокси)пропила триметоксисилана (MEMO) и винилтриметоксисилана (VTMOS) в указанной смеси составляет от 1 к 9 до 9 к 1.

В другом важном варианте осуществления данного изобретения сополимеризованная мономерная часть также содержит олефиновый мономер С. Указанный олефиновый мономер С имеет растворимость в воде 100 г/л или менее. Не обязательно, чтобы каждый сополимер в соответствии с данным изобретением содержал мономер С, но это крайне желательно для большинства из них. В частности, это необходимо, если мономер А имеет растворимость в воде более 100 г/л.

В варианте осуществления изобретения, описанном в последнем параграфе, мономер А, мономер В и мономер С вместе составляют мономерную часть, а именно их соответствующие процентные части добавляют до 100%.

Мономер С выбирают из группы мономеров, имеющих растворимость в воде 100 г/л или менее. Мономер С не обязательно включает только один мономер. В конкретном варианте, он содержит различные мономеры типа С, а именно, которые имеют растворимость в воде 100 г/л или менее.

Другим существенным соединением для получения соединения в соответствии с данным изобретением является коллоидная двуокись кремния. На 100 массовых частей мономерной части сополимера в соответствии с данным изобретением приходится от 0,01 до 50 массовых частей, предпочтительно, от 0,1 до 30 массовых частей, и в еще более предпочтительном варианте от 0,2 до 20 массовых частей указанной коллоидной двуокиси кремния.

Сополимеры в соответствии с данным изобретением, содержащие коллоидную двуокись кремния, являются очень эластичными и не разрушаются и не ломаются при значительном скручивании или сгибании обработанных волос. Это не только из-за основной цепи мономерной части, но также из-за количества присутствующей коллоидной двуокиси кремния. Эти частицы по меньшей мере частично присоединены к сополимеру в момент образования, а именно во время полимеризации, что ведет к получению переплетенных сополимерных волокон в соответствии с данным изобретением, имеющих уже упомянутую структуру типа «жемчужного ожерелья». Указанные частицы двуокиси кремния частично ковалентно связываются с полимеризованной мономерной частью и частично взаимодействуют через водородные связи или другое физическое взаимное притяжение.

Это позволяет легко удалять сополимеры в соответствии с данным изобретением из устройства для сбора, например из химического стакана, реактора или колбы, в виде длинных и тонких волокон с применением шпателя или стеклянного стержня, что невозможно для сополимеров, полученных только из мономерной части.

Таким образом, коллоидная двуокись кремния делает сополимер в соответствии с данным изобретением не только гибким, но также и жестким, то есть указанный сополимер обладает значительной интер- или интрамолекулярной прочностью фиксации. Указанная прочность фиксации определяется с помощью указанного выше теста шпателем. Длинные волокна обладают высокой прочностью фиксации, в то время как более короткие считаются волокнами, обладающими незначительной или не обладающими прочностью фиксации. Сополимеры с высокой прочностью фиксации сохраняют форму длинных волокон даже при агрессивных климатических условиях. Указанная прочность фиксации сохраняется в композициях для укладки волос, содержащих указанный сополимер, и количественно оценивается через эффект жесткости, описанный ниже. Значительный эффект жесткости, полученный для композиции для укладки волос, является предпосылкой для сохранения сделанной укладки.

На 100 массовых частей мономерной части применяют вплоть до 50 массовых частей коллоидной двуокиси кремния. Более высокие количества вызывают разрушение сополимера в соответствии с данным изобретением на волосах при высушивании, выраженное в виде осыпания белых частиц с прически.

Высокие массовые количества коллоидной двуокиси кремния от 30 до 50 массовых частей могут применяться только, если размер частиц очень мал, то есть варьируется от 5 до 15 нм среднего размера частиц, и они хорошо распределены, как в растворах коллоидной двуокиси кремния. Однако необходимо осторожно относиться к сроку годности и стабильности растворов коллоидной двуокиси кремния, содержащих такие маленькие частицы. Они имеют тенденцию к агрегации, следовательно, образованию более крупных частиц, и такие частицы опадают с высушенных волос.

Для массовых количеств коллоидной двуокиси кремния вплоть до 30 массовых частей на 100 массовых частей мономерной части применяют более крупные частицы со средним размером от 5 нм до 75 нм, которые не вызывают осыпания частиц с уложенных волос.

В очень предпочтительном варианте осуществления данного изобретения сополимер содержит на 100 частей массовых мономерной части от 0,2 до 20 массовых частей коллоидной двуокиси кремния. Указанное количество двуокиси кремния обеспечивает желаемый эффект укладки синтезированного сополимера и простоту обработки в процессе сополимеризации. При больших количествах смешивание и перемешивание требует более мощных устройств для смешивания, это делает получение сополимеров в соответствии с данным изобретением более дорогим.

Простота обработки также достигается при применении на 100 массовых частей мономерной части от 0,2 до 20 массовых частей коллоидной двуокиси кремния, где указанная двуокись кремния имеет средний размер частиц от 15 до 55 нм, так как более мелкие частицы требуют меньше энергии для смешивания во время процесса полимеризации.

Наименьшее количество коллоидной двуокиси кремния будет влиять на прочность фиксации полученного сополимера и, поэтому, напрямую коррелирует с эффективностью укладки сополимера или композиции для укладки волос. Если желательны сополимер или композиция для укладки волос сильной эффективностью фиксации, например, для гелей для укладки или лаков для волос, предпочтительно, на 100 массовых частей мономерной части синтезируемого сополимера применяют по меньшей мере 0,2 массовых частей коллоидной двуокиси кремния. Однако для кондиционеров или шампуней для волос требуется меньшая эффективность укладки, которая может быть достигнута с меньшими количествами коллоидной двуокиси кремния, составляющими по меньшей мере 0,01 или 0,1 массовых частей коллоидной двуокиси кремния на 100 массовых частей мономерной части.

Также было обнаружено, что частицы коллоидной двуокиси кремния, имеющие удельную площадь поверхности от 50 до 500 м2/г, более предпочтительно от 100 до 350 м2/г, даже более предпочтительно от 200 м2/г до 300 м2/г, и наиболее предпочтительно, 200 м2/г, обеспечивают так много участков соединения с мономерной частью, а именно с мономером В, что их определенное количество ковалентно связывается с мономерной частью. Это является преимуществом, так как делает сополимер в соответствии с данным изобретением более стабильным. Частицы коллоидной двуокиси кремния, имеющие удельную площадь поверхности 500 м2/г, должны быть более подходящими с этой точки зрения, но не обладают стабильностью при увеличенном интервале pH, которой обладают частицы коллоидной двуокиси кремния, имеющие удельную площадь поверхности 350 м2/г, 300 м2/г или 200 м2/г. Применение последних, поэтому, является более предпочтительным, так как предоставляет большее количество опций в процессе реакции. Особенно подходящими являются частицы коллоидной двуокиси кремния, имеющие удельную площадь поверхности от 300 м2/г до 200 м2/г, так как они объединяют pH-стабильности при большом интервале pH и множество участков соединения с мономером В, что дает сополимер в соответствии с данным изобретением, обладающий хорошей прочностью фиксации даже при получении при разных уровнях pH.

Было обнаружено, что коллоидная двуокись кремния, имеющая указанную выше площадь поверхности 200 м2/г и 300 м2/г и, в меньше степени, 350 м2/г, также имеет меньшую тенденцию к агрегации, что преимущественно увеличивает срок годности.

Коллоидная двуокись кремния, применяемая для получения сополимеров в соответствии с данным изобретением, является гелем или золем, полученным либо из разных форм твердой двуокиси кремния, либо из двуокиси кремния, полученной из раствора. Она имеет концентрацию твердого вещества от 15 до 50% масс., предпочтительно от 25 до 40% масс, и в наиболее предпочтительном варианте, от 30 до 40% масс., по отношению к массе применяемого силикагеля или силиказоля.

Различные типы коллоидной двуокиси кремния анализировали в процессе получения сополимера, такие как пиролизованная коллоидная двуокись кремния, коллоидная двуокись кремния, полученная методами химического и физического осаждения из пара, и коллоидная двуокись кремния, присутствующая в силиказолях. Последняя является коллоидной двуокисью кремния, полученной в растворе. Было обнаружено, что коллоидная двуокись кремния, имеющая морфологическую структуру, найденную в силиказоле, а именно коллоидная двуокись кремния, полученная из молекулярно растворенной кремниевой кислоты, дает сополимеры в соответствии с данным изобретением, имеющие повышенную прочность фиксации. Это объясняется маленьким размером частиц в силиказоле, их очень тонким и гомогенным распределением, что позволяет большому количеству частиц связываться с мономерной частью, и, в основном, за счет того, что частицы золя, после получения из кремниевой кислоты, не высыхают полностью до полимеризации, что пассивирует их, тем самым делает их менее доступными для мономерной части. Силиказоли легко обрабатывать, так как они имеют жидкую форму и могут легко загружаться, как и полимерная часть, в реакционный сосуд без образования пыли. Такой тип двуокиси кремния не осаждается, даже при повышенных температурах процесса полимеризации.

Можно сказать, что чем меньше размер частиц коллоидной двуокиси кремния и чем более гомогенно они распределены, тем больше коллоидной двуокиси кремния в сополимерах в соответствии с данным изобретением не подвержено явлению образования хлопьев или осаждения на волосах, обработанных указанным сополимером или композицией для укладки волос с его применением. Более высокие количества коллоидной двуокиси кремния будут также улучшать прочность фиксации, а именно свойства прочности сополимеров в соответствии с данным изобретением. Все это делает силиказоли наиболее предпочтительным источником двуокиси кремния для сополимеров в соответствии с данным изобретением. Указанные сополимеры и содержащие их композиции для укладки волос особенно улучшают липкость влажных волос, но не являются липкими на сухих волосах. Они обладают способностью сохранять прическу после ее создания и имеют повышенные свойства фиксации, особенно фиксации завивки.

Ч