專利名稱：毛發(fā)和其它角質(zhì)纖維的超聲處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于使用超聲裝置和螯合劑來(lái)處理角質(zhì)纖維的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
漂白和染色角質(zhì)纖維如毛發(fā)已變得越來(lái)越流行。這種技術(shù)使人們能夠把纖維的自然顏色變成可能更時(shí)髦的顏色，或能隱藏自然纖維中存在的缺陷。然而，這些方法緩慢、費(fèi)力、效率低、局部用無(wú)效，并且使用的化學(xué)試劑會(huì)損害處理過(guò)的纖維。
在這些方法中，期望的顏色是通過(guò)化學(xué)方法處理自然生成的纖維顏料-黑素來(lái)產(chǎn)生的。當(dāng)毛發(fā)生長(zhǎng)時(shí)，黑素在毛發(fā)根部的毛球中形成并沉積到毛干的中心。所述毛干包括分化成不同形式的毛發(fā)蛋白質(zhì)--角蛋白的混合物的死細(xì)胞，并且具有兩個(gè)主要區(qū)域(表皮區(qū)域(外部)和皮質(zhì)區(qū)域(內(nèi)部))。表皮區(qū)域內(nèi)的角蛋白包含高濃度的氨基酸胱氨酸。每個(gè)胱氨酸分子包括兩個(gè)由二硫鍵交聯(lián)的胱氨酸氨基酸，二硫鍵給所述表皮提供了絕大部分的疏水特性、物理耐久性以及膨脹穩(wěn)定性。表皮是毛發(fā)的保護(hù)層，它保護(hù)了皮質(zhì)的完整性。皮質(zhì)為毛發(fā)纖維提供剛性以及絕大部分機(jī)械特性。
典型的漂發(fā)方法是使用漂白劑氧化黑素顏料來(lái)獲得漂發(fā)效果。漂白劑典型地包括堿性溶液中的氧化劑。典型的氧化劑是過(guò)氧化氫、鉀、鈉或銨的過(guò)硼酸鹽或過(guò)碳酸鹽、過(guò)硫酸鹽和過(guò)氨基甲酸酯。
傳統(tǒng)的永久染色方法是利用由能夠擴(kuò)散到毛發(fā)纖維內(nèi)的小分子組成的永久的或氧化的染料。典型地，這些分子屬于三類芳族化合物二胺、氨基苯酚和苯酚。這些分子的小尺寸便于其擴(kuò)散到毛干中，在其中它們被氧化物質(zhì)活化從而在毛干中形成較大的有色配合物。
然而，這些氧化處理有一些缺點(diǎn)。首先，由于氧化劑的強(qiáng)烈和化學(xué)任意性，有效的漂白和染色方法會(huì)損害毛發(fā)。氧化劑會(huì)穿透及損害表皮，并進(jìn)入皮質(zhì)，在皮質(zhì)中發(fā)生黑素氧化。反復(fù)使用高PH值的氧化處理組合物尤其會(huì)加劇這種損害。反復(fù)處理會(huì)破壞角蛋白的二硫鍵，從而導(dǎo)致表皮降解和隨后的皮質(zhì)損害，皮質(zhì)損害進(jìn)而導(dǎo)致纖維強(qiáng)度降低和毛發(fā)脆弱易碎。因此，減弱了所述組合物產(chǎn)生期望的美發(fā)改變?nèi)鐪\色、色彩均勻、褪色、通常的發(fā)感、光亮度和/或光澤等的能力。
螯合劑可被施用于角質(zhì)纖維上以去除、掩蔽或失活附著的礦物質(zhì)。除去這些礦物質(zhì)能減輕可見(jiàn)的纖維損害。螯合劑的有效性主要是螯合劑進(jìn)入纖維的滲透率的函數(shù)。典型的基于螯合劑的處理包括毛發(fā)纖維接觸濃度重量比為4％至25％和pH值在4至10之間的螯合劑混合物的步驟。
此外，引入超聲機(jī)械振動(dòng)的裝置在本領(lǐng)域是熟知的。超聲機(jī)械振動(dòng)通常由壓電裝置產(chǎn)生。壓電裝置通過(guò)在壓力下某些晶體變形產(chǎn)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)將電脈沖轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)。共振的晶體和陶瓷被用于在固體和液體中產(chǎn)生這樣的機(jī)械波。為了產(chǎn)生高頻、超聲振動(dòng)，晶體以厚度模式振動(dòng)(振動(dòng)時(shí)該晶體交替地變厚和變薄)。
當(dāng)所述材料適于漂白或染色毛發(fā)纖維時(shí)，用于纖維染色的該方法的特征是敏感的方法。例如，其中這種處理的最大速度能通過(guò)螯合劑分子的有效性、處理時(shí)間、處理的嚴(yán)格性和/或化合物中螯合劑的濃度進(jìn)行限制。因此，希望能提供一種適于用螯合劑處理纖維的改良方法。希望降低上述有害作用。提供用較少的化學(xué)試劑處理角質(zhì)纖維如毛發(fā)的新方法，以及提供快速、低勞動(dòng)強(qiáng)度和局部用更有效的處理體驗(yàn)，這在本領(lǐng)域?qū)⑹且粋€(gè)進(jìn)步。
發(fā)明概述在本發(fā)明的非限制性示例實(shí)施方案中，氧化處理角質(zhì)纖維的方法包括將螯合劑靠近角質(zhì)纖維和將超聲處理裝置靠近角質(zhì)纖維。激勵(lì)超聲處理裝置以產(chǎn)生局部有效能量。將超聲處理裝置產(chǎn)生的局部有效能量應(yīng)用到角質(zhì)纖維上，這樣局部有效能量有效地將螯合劑沉積到角質(zhì)纖維上。
在本發(fā)明的另一可供選擇的實(shí)施方案中，氧化處理角質(zhì)纖維的方法包括提供超聲處理裝置，該裝置包括梳狀裝置、供給第一材料的第一材料貯液器和供給第二材料的第二材料貯液器，這樣第一材料貯液器和第二材料貯液器與梳狀裝置之間保持液體相通。至少一種所述第一材料或所述第二材料通過(guò)超聲處理裝置被配送到角質(zhì)纖維上。激勵(lì)超聲處理裝置以產(chǎn)生局部有效能量。將超聲處理裝置產(chǎn)生的局部有效能量應(yīng)用到角質(zhì)纖維上。
在本發(fā)明的另一可供選擇的實(shí)施方案中，包括組合在一個(gè)容器內(nèi)的至少一種螯合劑和至少一種活性劑的套盒被提供用于氧化處理角質(zhì)纖維。
附圖簡(jiǎn)述

圖1為如本發(fā)明所述并適于使用的超聲處理裝置的示例性實(shí)施方案。
圖1A為沿著直線1A-1A獲得的超聲纖維處理裝置的橫截面視圖。
圖2為未經(jīng)處理的角質(zhì)纖維的現(xiàn)有技術(shù)SEM圖像。
圖3為未使用螯合劑的、超聲處理的角質(zhì)纖維的現(xiàn)有技術(shù)SEM圖像。
圖4是使用了螯合劑的、超聲處理的角質(zhì)纖維的SEM圖像。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及使用超聲裝置將螯合劑施用到纖維上，如角質(zhì)纖維，典型地是毛發(fā)。螯合劑方法使用超聲能量的目的不限于，但包括，提供更有效的使用螯合劑處理纖維的方法。提高效率能減少必要的螯合劑的需求量和濃度。另外，也可以減少處理時(shí)間，因此能以降低的成本提供節(jié)約時(shí)間的方法以提供長(zhǎng)時(shí)間的纖維護(hù)理、以及在漂白過(guò)程中增強(qiáng)抗氧化損害保護(hù)。還令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)暫時(shí)增加纖維孔徑，在螯合劑應(yīng)用方法中，使用超聲能提高相對(duì)大的螯合劑分子擴(kuò)散進(jìn)入纖維中。相對(duì)于傳統(tǒng)過(guò)氧化氫(分子量＝34)氧化漂白劑，這對(duì)于分子量介于300-400范圍之內(nèi)的銅選擇性螯合劑尤其如此。
螯合劑本發(fā)明中使用的術(shù)語(yǔ)“氧化處理纖維”旨在包括所有包括至少一個(gè)將纖維與至少一種氧化組合物相接觸步驟的纖維處理。氧化處理的非限制性實(shí)施例包括毛發(fā)漂白、毛發(fā)挑染、毛發(fā)染色、燙發(fā)以及毛發(fā)拉直。
術(shù)語(yǔ)“氧化組合物”是指包括至少一種氧化劑例如，但不限于，過(guò)氧化氫、鈉、鉀、銨或其它的過(guò)硼酸鹽、過(guò)碳酸鹽、過(guò)硫酸鹽以及過(guò)氨基甲酸酯的組合物。
術(shù)語(yǔ)“螯合劑”定義為包含兩個(gè)或多個(gè)電子配位原子的分子，電子配位原子能和如金屬的單離子形成配位鍵。第一個(gè)這樣的配位鍵形成后，每個(gè)相繼連接的配位原子形成包含金屬離子的環(huán)。形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)被稱為螯合物。在包含過(guò)氧化氫的組合物中，螯合劑廣泛用作穩(wěn)定劑。
二胺或單胺單酰胺-N，N’-二多元酸、N，N′-雙(2-羥基芐基)-1，2-乙二胺-N，N′-二乙酸、其前體、其鹽及其組合的這類物質(zhì)顯示出比其它已知螯合劑，尤其是EDTA，更優(yōu)秀的氧化損害抑制特性。具體地講，這些螯合劑在pH值大于8時(shí)尤其有效。另外，基于胺的螯合劑提高了氧化劑的效率并在處理后為纖維提供更好的手感。螯合劑的濃度為約0.5％重量至約40％重量，更優(yōu)選地為約0.5％重量至約10％重量，最優(yōu)選地為約2％重量至約5％重量。
作為非限制性實(shí)施例，適于使用的二胺-N，N’-二多元酸能通過(guò)二胺與酸酐或不飽和多元酸的反應(yīng)來(lái)合成。制備二胺-N，N’-二元酸的二胺原料包括具有以下通式的二胺R1R2N-(CH2)n-NR3R4，其中R1、R2、R3和R4典型地是氫或C1-C4烷基或鏈烯基團(tuán)，n是1至8的整數(shù)，CH2單元可任選地被羥基或氨基取代。優(yōu)選的二胺包括，但不限于，1，2-乙二胺、1，3-丙烯二胺和2-羥基-1，3-丙烯二胺。此外，任何能與二胺反應(yīng)生成二胺-N，N’-二多元酸的酸酐或不飽和多元酸也可使用。示例的非限制性酸酐是馬來(lái)酸酐。示例的非限制性不飽和多元酸是馬來(lái)酸。衍生自二元酸且適于用于本發(fā)明的優(yōu)選二胺二多元酸包括，但不限于，1，2-乙二胺-N，N’-二琥珀酸(EDDS)、1，2-乙二胺-N，N’-二戊二酸(EDDG)、2-羥基亞丙基二胺-N，N’-二琥珀酸(HPDDS)、其前體、其鹽及其組合。示例的、但非限制性的優(yōu)選單胺單酰胺-N，N’-二元酸是甘氨酰胺-N，N’-二琥珀酸(GADS)、其前體、其鹽及其組合。示例的、但非限制性優(yōu)選的N，N′-雙(2-羥基芐基)-1，2-乙二胺-N，N′-二乙酸是1，2-乙二胺-N-N-雙(鄰-羥基苯基)乙酸(EDDHA)、其前體、其鹽及其組合。生成EDDS的示例方法存在于授予Kezerian的美國(guó)專利3,158,635中，引入本文以供參考。
活性劑螯合劑典型地與至少一種活性劑例如氧化組合物組合使用。活性劑優(yōu)選地包括一種水溶性過(guò)氧氧化劑?！八苄浴笔侵改芑救苡谒幕衔铩＿@樣的水溶性過(guò)氧氧化物質(zhì)對(duì)纖維底物內(nèi)黑素的最初溶解和脫色很有用。
有用的過(guò)氧漂白化合物通常是能夠在水溶液中產(chǎn)生過(guò)氧化氫的過(guò)氧物質(zhì)。這樣的水溶性過(guò)氧氧化化合物的非限制性實(shí)施例包括過(guò)氧化氫、無(wú)機(jī)堿金屬過(guò)氧化物如高碘酸鈉和過(guò)氧化鈉、有機(jī)堿過(guò)氧化物如尿素過(guò)氧化物，三聚氰胺過(guò)氧化物和無(wú)機(jī)過(guò)氫化合物鹽的漂白化合物如堿金屬過(guò)硼酸鹽、過(guò)碳酸鹽、過(guò)磷酸鹽、過(guò)硅酸鹽、過(guò)硫酸鹽以及可被作為一水合物或四水合物摻入的類似物質(zhì)。
存在于本發(fā)明組合物中的活性劑的用量按組合物的重量計(jì)為0.5％至40％。當(dāng)氧化組合物和包括氧化損害抑制劑的組合物單獨(dú)提供和組合使用時(shí)，含量按組合物的重量百分比來(lái)表示。此外，氧化劑與氧化損害抑制螯合劑(例如EDDS)的重量百分比應(yīng)該調(diào)節(jié)到約20∶1至約1∶20，優(yōu)選地約9∶1至約1∶1，最優(yōu)選地為6∶1的范圍內(nèi)。
纖維處理裝置圖1描述了纖維處理裝置10的實(shí)施方案。纖維處理裝置10通常包括超聲發(fā)生器11和梳狀裝置12。梳狀裝置12具有近心端17和遠(yuǎn)心端15，以及包括將纖維會(huì)聚到接近超聲發(fā)生器11區(qū)域的裝置。反射器13被連接到梳狀裝置12的遠(yuǎn)心端15。梳狀裝置12優(yōu)選地與超聲發(fā)生器11物理聯(lián)結(jié)。然而，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的是，在沒(méi)有物理連接物的情況下，將超聲發(fā)生器11和梳狀裝置12作為單獨(dú)的部件來(lái)提供也是可能的。如果需要物理聯(lián)結(jié)或連接，可在梳狀裝置12和超聲發(fā)生器11之間提供絕緣體材料?？晒┻x擇地，通過(guò)將梳狀裝置12連接到罩住超聲發(fā)生器11的絕緣外殼上，即可實(shí)現(xiàn)物理連接。
優(yōu)選地，梳狀裝置12與超聲發(fā)生器11聲學(xué)絕緣。本發(fā)明中所用的聲學(xué)絕緣層或聲學(xué)絕緣是指梳狀裝置12與超聲發(fā)生器11不會(huì)聲學(xué)共振。這意味著當(dāng)超聲發(fā)生器11起作用時(shí)，梳狀裝置12保持靜止不動(dòng)。
通過(guò)梳狀裝置12與超聲發(fā)生器11物理連接物的構(gòu)造和方法的選擇，能實(shí)現(xiàn)物理聯(lián)結(jié)和聲學(xué)絕緣。因?yàn)槭釥钛b置12優(yōu)選地不與超聲發(fā)生器11聲學(xué)聯(lián)結(jié)，所以挑選用于制造梳狀裝置12的材料優(yōu)選地是絕緣性的，例如塑料或木材。然而，梳狀裝置12可由金屬制造并且無(wú)聲學(xué)聯(lián)結(jié)。例如，通過(guò)在超聲發(fā)生器11和梳狀裝置12之間提供聲學(xué)絕緣體。此外，聚合材料能用一種或多種金屬填充，來(lái)提供聲學(xué)絕緣的梳狀裝置12，此裝置提供有效的超聲纖維處理。金屬填充聚合物能提供一種更有彈力的結(jié)構(gòu)裝置，還能提供所需的物理聲學(xué)隔絕能力。
梳狀裝置12也包括反射器13，該反射器被設(shè)計(jì)成具有反射率R，表示為
R=Z2-Z1Z2+Z1.]]>其中，Z1＝濕纖維的聲阻抗，和，Z2＝反射器的聲阻抗。Z1和Z2由下式定義Z2＝ρ2c2和，Z1＝ρ1c1其中，ρ1＝濕纖維的密度，ρ2＝反射器的密度，c1＝濕纖維中的聲速，而c2＝反射器中的聲學(xué)速度。聲速是在所選介質(zhì)中壓力波傳播的速度。示例性纖維以及其它材料的聲速和密度值列表如下。然而，大量的其它纖維與材料的聲速和密度值存在于The Handbook ofchemistry and Physics，第78版、V.A Shutilov的Fundamental Physics of Ultrasound，Clarence R.Robbins的Chemical and Physical Behavior of Human Hair，第3版、以及IEEETransactions on Sonics and Ultrasonics，Vol.SU-32，No.3(1985)，第381-394頁(yè)，所有文獻(xiàn)均引入本文以供參考。
反射器13優(yōu)選地連接到梳狀裝置12的遠(yuǎn)心端15，從而在反射器13與超聲發(fā)生器11之間形成一個(gè)開(kāi)放的腔體15。優(yōu)選地，選擇建造反射器13的材料能提供全部的反射率R，使|R|＞0，和更優(yōu)選地選擇建造反射器13的材料能提供全面的反射率R，使|R|≥0.5。
因此，內(nèi)表面，即最靠近超聲發(fā)生器11的反射器13的表面，應(yīng)該由能有效反射超聲發(fā)生器11產(chǎn)生的聲波的材料構(gòu)成。示例的非限制性的反射材料包括金屬和多孔材料，如木材。最優(yōu)選地，反射器13被構(gòu)造成具有薄的金屬薄板、薄膜或箔，其具有空氣后退區(qū)，并將反射器置于離開(kāi)超聲發(fā)生器11的位置，這樣源自超聲發(fā)生器11的聲振動(dòng)將會(huì)沿入射波的反方向被顯著地反射。這在本領(lǐng)域通常被稱為空氣反向(air-backed)反射器。不受理論的約束，據(jù)信這樣的反射器是有效的，因?yàn)橄鄬?duì)于任何液體或固體物質(zhì)，空氣通常具有顯著的對(duì)比聲阻抗。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，梳狀裝置12的遠(yuǎn)心端15還具有多個(gè)隆起14，用來(lái)增加位于超聲發(fā)生器11和反射器13之間纖維的聯(lián)結(jié)。優(yōu)選地，隆起14不受超聲發(fā)生器11的影響，并且也不是上面提供的全部超聲數(shù)學(xué)公式的一部分。
引入梳狀裝置12中的內(nèi)腔體16尺寸的選擇應(yīng)該給予特別考慮，例如深度、寬度和長(zhǎng)度，這樣在腔體16內(nèi)部，超聲場(chǎng)是均勻的以提供均勻的纖維處理。在腔體16的外部，超聲場(chǎng)強(qiáng)度迅速衰減，并應(yīng)該最低程度地影響梳狀裝置12界定的邊界外的纖維。這種衰減使超聲處理對(duì)纖維和其它非目標(biāo)對(duì)象很安全，尤其是毛發(fā)染色，甚至在毛發(fā)根部區(qū)域，在那里，頭皮上的皮膚處于運(yùn)轉(zhuǎn)的纖維處理裝置10的附近。另外，腔體16的最優(yōu)尺寸取決于施加的超聲頻率f。例如，腔體16的最優(yōu)長(zhǎng)度L可由以下公式表示L＝kf其中k是線性系數(shù)，其由最優(yōu)梳長(zhǎng)L對(duì)施加頻率f的直線斜率確定。優(yōu)選地，發(fā)現(xiàn)示例的非限制性k值在0.009cm/KHz至0.020cm/KHz范圍內(nèi)。最優(yōu)選地，k值是0.013cm/KHz。
超聲發(fā)生器12的動(dòng)力可由常規(guī)的商業(yè)方法并通過(guò)電源18轉(zhuǎn)換成必需的電壓來(lái)提供?？晒┻x擇地，包含在纖維處理裝置10內(nèi)的蓄電池也能為超聲發(fā)生器12提供動(dòng)力，不使用的時(shí)候，內(nèi)部的蓄電池能夠使纖維處理裝置10放置在再充電的容器內(nèi)。如果纖維處理方式需要熱能來(lái)提供更有效的處理，纖維處理裝置10可以被加熱或被提供其它的熱源。
如圖1所示，纖維處理裝置10優(yōu)選地包括多個(gè)貯液器19，可任選地是盒。多個(gè)貯液器配送體系的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是貯存在一起將會(huì)不相容的材料可以儲(chǔ)存在單獨(dú)的貯液器中，然后一起配送來(lái)使用。因?yàn)椴牧显诩磳⑹褂脮r(shí)根據(jù)需要混合，所以對(duì)混合產(chǎn)物的量要有較好的控制，這樣使浪費(fèi)的產(chǎn)物降到最少或不發(fā)生浪費(fèi)。
任何合適的貯液器19都可用于本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，利用的貯液器可以完全或部分內(nèi)部或外部置于纖維處理裝置10中，且貯液器可以或不可以從纖維處理裝置中移去。另外，利用的貯液器19可以是可再填充的或一次性的。合適的貯液器19的非限制性實(shí)施例包括容積型貯液器，例如盒，和泵抽空型貯液器，例如小藥囊、氣囊、水泡以及它們的組合。也據(jù)信，預(yù)先填料的盒貯液器可用作一次使用的一次性盒、多次使用的一次性盒、或可再填充的盒，而且空盒可用于由最終使用者裝載合適的材料。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，貯液器19可調(diào)整以配送等量或不等量的材料。配送系統(tǒng)可以用于遞送精確、受控或有效量的處理材料。也優(yōu)選的是，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)貯液器19以連續(xù)的方式裝載纖維處理材料。通過(guò)從不同的貯液器19或貯液器19的組合順序配送，可以實(shí)現(xiàn)順序配送。此外，也應(yīng)理解，許多可重復(fù)的序列也能從一個(gè)盒或盒的組合中配送。
貯液器19被放置在貯液器支撐物內(nèi)，一個(gè)或多個(gè)貯液器19與梳狀裝置12保持液體相通。配送驅(qū)動(dòng)器20適合于從貯液器19通過(guò)配送通道21a，21b將材料配送至梳狀裝置12。至少一個(gè)配送孔22a，22b與配送通道20a，20b保持液體相通，并且從設(shè)置于梳狀裝置12上的孔22b或從位于隆起14上的孔22a或從兩者中釋放材料。因此，不相容的化學(xué)品或混合后儲(chǔ)藏期有限的化學(xué)品在即將使用時(shí)被直接混合和/或配送至纖維。在即將使用時(shí)通過(guò)超聲發(fā)生器11產(chǎn)生的機(jī)械超聲振動(dòng)的存在使化學(xué)品被進(jìn)一步混合。
另外適于使用的超聲裝置在名為“Ultrasonic Device For The Treatment ofHair and Other Fibers”的美國(guó)專利申請(qǐng)09/945,227中有詳細(xì)描述。此專利以Ke Ming Quan等人的名義提交于2001年8月31日，引入本發(fā)明以供參考。
處理方法與本發(fā)明的范圍相當(dāng)?shù)氖褂美w維處理裝置的方法用來(lái)處理纖維，更尤其是角質(zhì)纖維，甚至更尤其是毛發(fā)。使用者預(yù)濕將超聲處理的纖維是優(yōu)選的。預(yù)濕毛發(fā)的非限制性實(shí)施例包括用水漂凈和/或用清潔劑如洗發(fā)劑或清潔劑/調(diào)理劑如寶潔公司生產(chǎn)的PertPlusTM來(lái)清洗。能單獨(dú)或以套盒的形式提供的螯合劑和/或活性化合物，以局部用有效的量施用到纖維上，使被處理的纖維產(chǎn)生期望的結(jié)果。當(dāng)纖維處理裝置配備有包含螯合劑和/或活性物質(zhì)的貯液器時(shí)，優(yōu)選地，螯合劑和/或活性化合物直接從纖維處理裝置中配送。然而，如果纖維處理裝置沒(méi)有這樣的裝備，螯合劑和/或活性化合物用常規(guī)方法手工施用到纖維上。
將可操作地帶電的纖維處理裝置和被處理的纖維相接觸，優(yōu)選地使用從纖維根端到纖維頂端穩(wěn)定而連續(xù)的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，重復(fù)此運(yùn)動(dòng)直至所有期望的纖維均被有效地處理。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的超聲纖維處理裝置以局部有效量的活性物質(zhì)處理纖維五分鐘相當(dāng)于使用現(xiàn)有技術(shù)方法處理三十分鐘。因此，對(duì)整頭毛發(fā)有效處理所需的全部時(shí)間，可以從當(dāng)前的30至40分鐘過(guò)程減少到本發(fā)明的大約5至10分鐘的全部處理時(shí)間。當(dāng)然，提供這樣局部有效處理所需的全部時(shí)間取決于被處理的纖維長(zhǎng)度和厚度以及期望的結(jié)果顏色強(qiáng)度。然而，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)染色有可見(jiàn)的根線的毛發(fā)或當(dāng)染補(bǔ)片狀的灰白毛發(fā)時(shí)，優(yōu)選地，比正常沒(méi)有顯示具有這些特性的毛發(fā)纖維更長(zhǎng)時(shí)間地使用超聲纖維處理裝置。附加的漂洗和螯合劑的應(yīng)用可能產(chǎn)生期望的效果。
也能想象，上述示例性過(guò)程也可用于寵物毛發(fā)纖維的局部有效處理。另外，意圖使用上述討論的超聲纖維處理裝置和螯合劑來(lái)處理織物和角質(zhì)纖維。
實(shí)施例在化學(xué)氧化美發(fā)處理時(shí)，例如漂白或染色，對(duì)毛發(fā)纖維的損害可以被限制在表皮或整個(gè)纖維。然而，在纖維皮質(zhì)發(fā)生任何損害之前，表皮層通常已被損害。因此，更集中于表面變化的損害測(cè)試比那些依靠整個(gè)纖維變化的方法更靈敏。使用掃描電子顯微術(shù)(SEM)的表面敏感技術(shù)對(duì)化學(xué)氧化毛發(fā)損害的評(píng)價(jià)結(jié)果，可與使用其它損害評(píng)估方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有很強(qiáng)的相互關(guān)系。
掃描電子顯微術(shù)SEM具有高分辨率、寬放大倍數(shù)范圍和高聚焦深度，并且適于作為纖維品質(zhì)分析的可視性技術(shù)來(lái)檢查表皮的結(jié)構(gòu)。SEM也可量化纖維橫截面的幾何尺寸(包括長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度的確定)，來(lái)描繪纖維斷裂的特性，并顯示由于美發(fā)處理引起的纖維形態(tài)變化，美發(fā)處理包括化學(xué)氧化和/或還原。
傅立葉變換紅外光譜分析傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分析是一個(gè)用來(lái)定量由胱氨酸氧化產(chǎn)生的半胱氨酸的量的合適方法。據(jù)信，對(duì)于監(jiān)視角質(zhì)纖維的整個(gè)氧化過(guò)程，胱氨酸的氧化是個(gè)合適的標(biāo)志。
用配備有鉆石衰減內(nèi)反射(ATR)的Perkin-ElmerTMSpectrum 1 FTIR來(lái)測(cè)量毛發(fā)纖維中半胱氨酸的濃度。標(biāo)稱的FTIR狀態(tài)使用光譜分辨率為4cm-1，數(shù)據(jù)間隔為0.7cm-1，反射鏡掃描速度為0.2cm-1，以及掃描范圍為4,000cm-1至600cm-1。示例性發(fā)簇被制成小塊的圖(≈1plait/cm)并在四個(gè)位置分析，結(jié)果以計(jì)算出的四次讀數(shù)的平均值來(lái)記錄。在1N/m的ATR室壓下，每四個(gè)量度后產(chǎn)生一個(gè)背景讀數(shù)。所得樣本光譜然后被轉(zhuǎn)換成吸光率量度，隨后被規(guī)一化為在1450cm-1特有的蛋白質(zhì)CH2伸展譜帶。規(guī)一化的吸收率讀數(shù)然后使用13點(diǎn)平均體系兩次被衍生，這樣在1040cm-1吸收的第二衍生物被規(guī)一化至1450cm-1的值可被作為半胱氨酸的相對(duì)濃度。半胱氨酸濃度小于150被認(rèn)為提供了最有效的局部用結(jié)果，并還提供最低的氧化損害。
漂發(fā)與氧化損害的量度主題發(fā)簇漂白和氧化的損害程度，由被處理的原始頭發(fā)底物和原始頭發(fā)底物的顏色變淺增加的相對(duì)比色量度決定。比色量度使用HunterCorporation制造的比色計(jì)作出。亮度的相對(duì)變化使用L.a.b.坐標(biāo)在色帶間隔中記為ΔL。
測(cè)試方法按上面討論的漂白方法進(jìn)行的毛發(fā)漂白被實(shí)施超過(guò)5個(gè)漂白循環(huán)，所得累積的超聲氧化損害被測(cè)量并且與對(duì)照物樣本比較。漂白循環(huán)包括將標(biāo)準(zhǔn)漂白溶液施用到發(fā)簇上，接著將超聲直接在發(fā)簇上應(yīng)用10分鐘。對(duì)照物樣本使用漂白循環(huán)，該循環(huán)將標(biāo)準(zhǔn)漂白溶液應(yīng)用到發(fā)簇上，該發(fā)簇然后被包裹在塑料薄膜中，并在30℃的烘箱中放置30分鐘。
漂洗處理水中的鈣和鎂離子濃度與標(biāo)準(zhǔn)市政供應(yīng)飲用水中的濃度相比并沒(méi)有改變。處理水中銅離子濃度為約1ppm，然而，精確的濃度由重量分析測(cè)定。漂洗水流保持在1.8加侖/分鐘(6.8升/分鐘)原始黑發(fā)的三個(gè)發(fā)簇被用于每個(gè)實(shí)施例中?！霸济l(fā)”是指從未被化學(xué)處理過(guò)的毛發(fā)。這樣的毛發(fā)可以從位于Berkshire，England的Hugo RoyerInternational Ltd購(gòu)得。發(fā)簇典型地重約1.5克。每個(gè)發(fā)簇用按重量計(jì)等量的漂白組合物混合物來(lái)處理，該混合物包括過(guò)氧化氫乳液堿和堿性(高pH值)乳液堿。通過(guò)堿性乳液堿，混合物的pH值被緩沖至10。漂白組合物以每克毛發(fā)纖維兩克的比率應(yīng)用于所有原始頭發(fā)纖維發(fā)簇上，并徹底地用手按摩。通過(guò)與Sonic & MaterialsVC134型的超聲探頭接觸，所選的發(fā)簇被處理10分鐘，25℃時(shí)輸出為20至30W，聲學(xué)頻率為40kHz。
所有發(fā)簇用水漂洗1分鐘。使用0.1g由寶潔公司制造的無(wú)金屬離子的PanteneClarifying洗發(fā)劑進(jìn)行兩次重復(fù)洗發(fā)和30秒的溶離(milking)，試驗(yàn)中每克毛發(fā)使用低于0.1％重量的螯合劑。然后每個(gè)發(fā)簇漂洗30秒，接著被擠干以及吹干。這個(gè)過(guò)程在每個(gè)發(fā)簇上重復(fù)五次。
過(guò)氧化氫乳液堿包含a)35％的按乳液堿重量計(jì)的預(yù)混物，此預(yù)混物包括10％的硬脂醇和5％的cetereth25；b)25％的包括1％DTPA四鈉、0.4％HEDP、1％氫氧化鈉(32％純度)和適量水的穩(wěn)定溶液；c)14％的水；和，d) 26％至35％的過(guò)氧化氫。
堿性乳液堿包含a)44.5％的按乳液堿重量計(jì)的預(yù)混物，此預(yù)混物包括10％的硬脂醇和5％的cetereth25；b)0.2％重量的亞硫酸鈉鹽；c)0.2％的抗壞血酸；d)3％的乙酸銨；e)9.33％的氨溶液(30％純度)；f)按重量計(jì)所需量的螯合劑；和，g)適量的水。
實(shí)施例1超聲漂白EDDS制劑上述漂白組合物用包括2.0％EDDS重量百分比的三鈉鹽的螯合劑配制。使用上述方法，漂白組合物施用于三份所選的發(fā)簇上五個(gè)重復(fù)循環(huán)。
實(shí)施例2超聲對(duì)照物漂白制劑上述漂白組合物用當(dāng)量重量百分比的去離子水代替螯合劑來(lái)配制。這個(gè)組合物施用于另外的三份原始發(fā)簇上五個(gè)循環(huán)。
實(shí)施例3傳統(tǒng)的漂白EDDS制劑上述漂白組合物用包括2.0％重量百分比的EDDS三鈉鹽的螯合劑來(lái)配制。三份發(fā)簇被處理，并單獨(dú)被包裹在塑性薄膜中，在30℃加熱30分鐘。然后，把每個(gè)發(fā)簇從烘箱中移走，拆掉上面的薄膜，用水漂洗一分鐘。接著，每個(gè)發(fā)簇按上述方法洗發(fā)和漂洗，但沒(méi)有使用超聲處理。這個(gè)過(guò)程應(yīng)用于每個(gè)發(fā)簇上五個(gè)循環(huán)。
實(shí)施例4常規(guī)的對(duì)照物漂白制劑上述漂白組合物用當(dāng)量重量百分比的去離子水代替螯合劑來(lái)配制。每個(gè)所選發(fā)簇都使用這種組合物進(jìn)行處理，處理方法如實(shí)施例3中所述。
然后使用比色法，根據(jù)原始頭發(fā)評(píng)估所有發(fā)簇的漂白程度。使用FTIR和SEM對(duì)氧化損害進(jìn)行評(píng)估。五個(gè)循環(huán)后所有量度結(jié)果詳述于表1。
表1.五個(gè)循環(huán)后漂白程度和氧化損害與制劑和超聲應(yīng)用的關(guān)系
圖2是正常的未經(jīng)處理的角質(zhì)纖維21的現(xiàn)有技術(shù)SEM圖像20。圖3是由于沒(méi)有使用如本發(fā)明所述螯合劑所造成的被損害表皮31的現(xiàn)有技術(shù)SEM圖像30。圖4是運(yùn)用如上面公開(kāi)內(nèi)容所討論的螯合劑來(lái)超聲處理角質(zhì)纖維41的SEM圖像40。如圖3所示，表皮31的全部損失是導(dǎo)致負(fù)面的毛發(fā)品質(zhì)外觀的災(zāi)難事件。
前述實(shí)施例和優(yōu)選實(shí)施方案的描述并不是詳盡的也并不旨在將本發(fā)明限于公開(kāi)的精確形式。按照上述的教導(dǎo)，修改和變化是可能的也是可設(shè)想的，因此，旨在將這種修改包括在由在此所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.氧化處理至少一種角質(zhì)纖維的方法，所述方法包括以下步驟(a)將螯合劑靠近所述至少一種角質(zhì)纖維放置；(b)將超聲處理裝置靠近所述角質(zhì)纖維放置；(c)給所述超聲處理裝置通電以產(chǎn)生局部有效能量；和，(d)將來(lái)自所述超聲處理裝置的所述局部有效能量應(yīng)用到所述角質(zhì)纖維上；其中所述局部有效能量有效地將所述螯合劑沉積到所述角質(zhì)纖維上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(a)包括從下列物質(zhì)中選擇所述螯合劑二胺-N，N’-二多元酸、單胺單酰胺-N，N’-二多元酸、N，N′-雙(2-羥基芐基)-1，2-乙二胺-N，N′-二乙酸、其前體、其鹽及其組合。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(a)包括從下列物質(zhì)中選擇所述螯合劑1，2-乙二胺-N，N’-二琥珀酸(EDDS)、1，2-乙二胺-N，N’-二戊二酸(EDDG)、2-羥基亞丙基二胺-N，N’-二琥珀酸(HPDDS)、甘氨酰氨-N，N’-二琥珀酸(GADS)、1，2-乙二胺-N-N-雙(鄰羥基苯基)乙酸(EDDHA)、其前體、其鹽及其組合。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(c)包括以約15KHz至約500KHz的頻率激勵(lì)所述超聲處理裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述步驟(c)包括以約20KHz至約150KHz的頻率激勵(lì)所述超聲處理裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超聲處理裝置包括聯(lián)接到超聲發(fā)生器的梳狀裝置，其中所述梳狀裝置響應(yīng)所述局部有效頻率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述超聲處理裝置包括供應(yīng)第一材料的第一材料貯液器；和，供應(yīng)第二材料的第二材料貯液器；和，其中所述第一材料貯液器和所述第二材料貯液器與所述梳狀裝置保持液體相通。
8.如權(quán)利要求7所述的纖維處理裝置，其中至少一個(gè)所述第一或第二貯液器的至少一部分被可移動(dòng)地包含在所述纖維處理裝置中。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(a)還包括提供濃度在至少約0.5％重量至至少約10％重量范圍內(nèi)的所述螯合劑。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述螯合劑在至少約2％重量至至少約5％重量的濃度范圍內(nèi)被提供。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化處理選自毛發(fā)漂白、毛發(fā)挑染、毛發(fā)染色、燙發(fā)、毛發(fā)拉直、以及它們的組合。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括以下步驟(e)從所述至少一種纖維中漂洗部分所述螯合劑。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在五個(gè)處理循環(huán)后，所述至少一種角質(zhì)纖維的相對(duì)氧化損害值小于約150半胱氨酸單位。
14.用于氧化處理角質(zhì)纖維的套盒，所述套盒包括(a)至少一種螯合劑；和，(b)至少一種活性劑；其中所述至少一種螯合劑和所述至少一種活性劑組合在容器內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的套盒，所述套盒還包括(c)超聲纖維處理裝置，其中使所述裝置適應(yīng)以產(chǎn)生局部有效的頻率，用于與所述至少一種螯合劑和/或所述至少一種活性劑一起使用。
16.如權(quán)利要求15所述的套盒，其中所述至少一種螯合劑和/或所述至少一種活性劑在至少一個(gè)貯液器中被提供，所述至少一個(gè)貯液器被包含在所述超聲纖維處理裝置中。
17.如權(quán)利要求15所述的套盒，其中所述至少一種螯合劑和/或至少一種活性劑中的至少一個(gè)在至少一個(gè)貯液器中被提供，所述至少一個(gè)貯液器至少部分地能插入所述超聲纖維處理裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的套盒，其中使用者可從所述纖維處理裝置中選擇性地配送所述至少一種螯合劑和/或至少一種活性劑。
19.如權(quán)利要求14所述的套盒，其中所述至少一種活性劑與所述至少一種螯合劑的重量比為約20∶1至約1∶20。
20.氧化處理角質(zhì)纖維的方法，所述方法包括以下步驟提供超聲處理裝置，所述超聲處理裝置包括梳狀裝置、供應(yīng)第一材料的第一材料貯液器和供應(yīng)第二材料的第二材料貯液器，其中所述第一材料貯液器和所述第二材料貯液器與所述梳狀裝置保持液體相通；從所述超聲處理裝置配送所述第一材料或所述第二材料中的至少一種到所述角質(zhì)纖維上；激勵(lì)所述超聲處理裝置以產(chǎn)生局部有效能量；和將來(lái)自所述超聲處理裝置的所述局部有效能量應(yīng)用到所述角質(zhì)纖維上。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于使用螯合劑和超聲裝置來(lái)處理毛發(fā)和其它纖維。所述處理裝置包括超聲發(fā)生器、對(duì)產(chǎn)生的超聲波作出響應(yīng)的梳狀裝置、設(shè)置于梳狀裝置的遠(yuǎn)心端并反射入射超聲波的反射器、以及優(yōu)選地設(shè)置于處理裝置內(nèi)的螯合劑。所述處理裝置有效地配送螯合劑并超聲處理所述纖維。
文檔編號(hào)A61K8/44GK1638722SQ02824460
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者邁克爾·A·奧爾沙夫斯基, 權(quán)克明 申請(qǐng)人:寶潔公司