Veröffentlicht in: SÖFW 125, 11, S , 1999 Einfluß von Co-Tensiden und Konditioniermitteln in Shampoos Fachgruppe Haarbehandlungsmittel der DGK

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1 Veröffentlicht in: SÖFW 125, 11, S , 1999 Einfluß von Co-Tensiden und Konditioniermitteln in Shampoos Fachgruppe behandlungsmittel der DGK Einleitung Die Fachgruppe behandlungsmittel der DGK stellte sich zur Aufgabe, durch grundlegende, vergleichende Untersuchungen die Frage zu klären, wie man die Eigenschaften von Shampoos und der damit behandelten e mit objektiven Methoden bestimmen kann und ob diese Ergebnisse mit den Bewertungen durch Verbraucher und Experten übereinstimmen. Studienaufbau Teil 1 Shampoos bestehen üblicherweise aus einem Basistensid und einem Co-Tensid, das z.b. zugesetzt wird, um die Hautverträglichkeit des Produktes zu verbessern. In einem ersten Schritt wurden deshalb einfache Rezepturen getestet, die sich nur durch den Zusatz von jeweils 3 % eines Co-Tensids (bezogen auf WAS) unterschieden. Der etwaige Einfluss der Co-Tenside sollte dabei erfasst werden. Als Co-Tenside wurden ein Betain, ein Alkylpolyglucosid (APG), eine Ethercarbon-saüre, ein Eiweißfettsäurekondensat und ein Sulfosuccinat ausgewählt. Als Basistensid diente Natriumlaurylethersulfat. Teil 2 In einem zweiten Schritt wurde dann aufgrund der Ergebnisse des ersten Teils das Shampoo mit Betain als Co-Tensid mit steigenden Mengen (0,05-0,5 %) eines Konditioniermittels (Polyquaternium 10) versetzt und diese e erneut mit objektiven und subjektiven Methoden geprüft. Testverfahren Im Vordergrund der Untersuchungen sollten die methodischen Aspekte der Shampoobeurteilung stehen, insbesondere die Übereinstimmung zwischen den subjektiv und den objektiv ermittelten Daten. Es war nicht das Ziel, einzelne Rohstoffe zu bewerten. Als objektive Tests wurden deshalb solche ausgewählt, die mit Bewertungen von Verbrauchern/Experten verglichen werden konnten. Neben physikalischen Eigenschaften der Shampoos wurden auch die Eigenschaften der mit den en behandelten e gemessen. Einen Überblick über die durchgeführten Tests gibt Tabelle 1. Tabelle 1: Objektive und subjektive Testverfahren Teil 1 Einfluß von Co-Tensiden Objektive Tests Schaumvolumen Schaumdichte Naßkämmbarkeit Trockenkämmbarkeit elektrostatische Aufladung Teil 2 Einfluß des Konditioniermittels Naßkämmbarkeit Trockenkämmbarkeit Body Subjektive Tests Verbrauchertests Verbrauchertests Salontests mit Frisören 1/12

2 e In Tabelle 2 und 3 sind die Zusammensetzungen der Testshampoos dargestellt. Tabelle 2: Zusammensetzung der Co-Tensid-Shampoos Sodium Laurylethersulfate (% WAS) Cocamidopropyl Betaine (% WAS) Sodium Cocoyl Hydrolyzed Collagen (% WAS) Standard- Shampoo mit Betain mit Eiweißfettsäu -rekondensat mit Alkylpolygluc osid mit Sulfosuccinat Lauryl Glucoside (% WAS) Laureth-5 Carboxylic Acid (% WAS) Disodium Laureth Sulfosuccinate (% WAS) Parfüm (%) 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Laureth-2 (%) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Sodium Chloride (%) 1,7-1,4 0,8 1,7 2,1 Citric Acid (%) O,25 0,29 0,33 0,29-0,25 Sodium Hydroxide (%) 0,05 Konservierungsmittel (%) 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 ph 4,9 4,8 4,9 5,0 5,0 5, Viskosität (mpa*s) Brookfield LVF Spindel Nr. 3, 6 rpm, 25 C Tabelle 3: Zusammensetzung der Konditionier-Shampoos Sodium-Laurylethersulfate (% WAS) Cocamidopropyl Betaine (% WAS) mit Ethercarbonsäure Standard- Shampoo mit Betain A B 2/12 C D Polyquaternium 10 (%) - 0,05 0,1 0,3 0,5 Parfüm (%) 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Laureth-2 (%) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Sodium Chloride (%) 0,15 0,1 0,1 - -1,7 Citric Acid (%) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Konservierungsmittel (%) 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 ph 5,4 5,3 5,3 5,5 5, Viskosität (mpa*s) Brookfield LVF Alle e hatten dieselbe Parfümierung. Objektive Methoden Schaumvolumen: Die Bestimmung erfolgte sowohl nach dem Ross-Miles- Verfahren DIN 53902, Teil 2 als auch nach dem Lochscheiben-Schlagverfahren DIN 53902, Teil 1, jeweils bei Meßkonzentrationen von 0,1 bzw. 1 g WAS/l und bei 20 bzw. 40 C. Schaumdichte: Die Schaumdichte wurde bei einer Konzentration von 10 % mit Wasser von 0 bzw. 12 dh bestimmt, indem das Gewicht eines definierten Volumens gemessen wurde. Dazu wurden 15 g Shampoo mit dest. Wasser auf 150 g aufgefüllt, im Stahlbecher des Warring-Blenders genau 15 Sekunden aufgeschlagen und dann

3 sofort in einem 250 ml Meßzylinder bis zur 250 ml Markierung aufgefüllt. Das Gewicht wurde bestimmt und die Schaum-und Flüssigkeitshöhe nach 10 und 30 Minuten abgelesen. Die Schaumdichte wurde in g/l berechnet. Kämmarbeit und elektrostatische Aufladung Die Kämmarbeit wurde an europäischen Naturhaarsträhnen (2,3 g), die einmal gebleicht wurden, ermittelt. Je Strähne wurden 0,4 g Shampoo einmassiert. Nach 1 min Einwirkzeit wurde gründlich 2 min ausgespült. Die Nasskämmarbeit wurde bei 60 % Feuchtegehalt mittels einer Frankmaschine über eine Kraftmessdose bestimmt. Sowohl die Nass- als auch die Trockenkämmarbeit wurden unter DIN- Klimabedingungen (20 C und 60 %rh) durchgeführt. Zusätzlich wurde im trockenen die elektrische Aufladung in Form der Spannungsdifferenzen zwischen einem Faraday-Käfig und dem Erdpotential gemessen (1). Im zweiten Teil der Studie wurden die Naß- und die Trockenkämmbarkeit der Konditioniershampoos an fünf verschiedenen Zentren nach den dort üblichen, internen Methoden bestimmt. Body Das volumen wurde nach der Ringmethode bestimmt (2). Subjektive Tests Verbrauchertests Teil 1 - Co-Tensid-Shampoos: Die Probanden erhielten jeweils das Standardshampoo und ein Co-Tensid-Shampoo. Die e wurden nacheinander über einen Zeitraum von ca. 2 Wochen angewendet. Die Reihenfolge der Anwendung wurde randomisiert. Nach Ablauf der Anwendungszeit wurden die e mit Hilfe eines Fragebogens beurteilt. Eine allgemeine Bewertung sowie die Bewertung einzelner Eigenschaften des Shampoos (wie Anschäumen, Schaummenge, Ausspülbarkeit) und der behandelten e (wie z. B. Naß- und Trockenkämmbarkeit, elektrostatische Aufladung der e, Frisierbarkeit, Volumen, Glanz, Pflege, Nachfetten usw.) erfolgte mit Hilfe einer Fünferskala. Zusätzlich machten die Probanden Angaben über länge, Feinheit und Vorbehandlung ihrer e, und sie hatten die Möglichkeit, freiwillige Kommentare abzugeben. Die Auswertung erfolgte über eine Gewichtung der einzelnen Bewertungsstufen und anschließender Berechnung des Durchschnitts. Der Beurteilung gut entspricht der Rechnungswert 50. Teil 2 - Konditioniershampoos: Die Testpersonen erhielten jeweils zwei der drei e (mit 0,1, 0,3 bzw. 0,5 % Polyquaternium 10). Die Testdurchführung entsprach ansonsten der ersten Versuchsreihe. Expertentests An diesem Test nahmen drei Salons teil. In jedem Salon bewertete ein Frisör zwei der drei e mit Co-Tensid gegen das Standardshampoo im Halbseitentest an jeweils 10 Probanden mit unbehandeltem bzw. strapaziertem. Die Bewertung erfolgte im feuchten und trockenen Zustand mit Hilfe eines einheitlichen Beurteilungsbogens, der in Abbildung 1 wiedergegeben ist. Abb. 1: Beurteilungsbogen für Expertentests (nur in der Originalpublikation) 3/12

4 Ergebnisse Teil 1 - Co-Tensid-Shampoos: Bei einem ersten Multizentrem-Test mit Mitarbeitern der einzelnen beteiligten Firmen und Institute ergab sich ein großer Einfluß einzelner Testzentren auf das Gesamtergebnis der Bewertung. Deshalb wurden die Tests mit einer geringeren Anzahl von en (ohne Shampoos mit Eiweißfettsäurekondensat und Sulfosuccinat) und einer größeren Anzahl von Verbrauchern wiederholt. Es werden nur die Ergebnisse dieser e vorgestellt. Objektive Tests: Schaumvolumen Bei den zwei Verfahren zur Bestimmung des Schaumvolumens ergab sich bei einer WAS-Konzentration von 0,1 g/l eine Reihenfolge der Schaumvolumina vom Standard über Alkylpolyglucosid und Betain zur Ethercarbonsäure mit dem niedrigsten Wert (Abb. 2). Die hier gefundenen Unterschiede hoben sich bei höherer WAS- Konzentration fast auf. Schaumvolumen Ross-Miles Verfahren 0,1 g WAS/l C 40 C Schaumvolumen (ml) Standard Shampoo mit Betain Shampoo mit APG Shampoo mit Ethercarbonsäure Abb. 2: Schaumvolumen nach dem Ross-Miles Verfahren Schaumdichte Die Schaumdichte, bei der das Gewicht eines definierten Schaumvolumens bestimmt wurde, zeigte in etwa die umgekehrte Reihenfolge (Abb.3). Die Kombination mit der Ethercarbonsäure hatte die höchste Schaumdichte oder Sahnigkeit. Die Testshampoos mit Alkylpolyglucosid und Betain verhielten sich gleich und der Standard hatte numerisch die geringste Sahnigkeit. 4/12

5 Schaumdichte dh 12 dh 25 (g/100 ml) Standard Shampoo mit Betain Shampoo mit APG Shampoo mit Ethercarbonsäure Abb. 3: Schaumdichte Kämmbarkeit Beim Kämmen des nassen es ergaben sich zwischen den Kombinationen und dem Standardshampoo keine wesentlichen Unterschiede. Die Kombination mit dem Alkylpolyglucosid zeigte im Vergleich zum Standard und dem Produkt mit der Ethercarbonsäure einen höheren Arbeitsaufwand. Entsprechende Kämmkraftuntersuchungen am trockenen zeigten eine deutliche Konditionierwirkung von Betain und Ethercarbonsäure. Insgesamt konnte festgestellt werden, dass von den untersuchten Co-Tensiden im nassen keine, jedoch im trockenen von Betain und Ethercarbonsäure eine konditionierende Wirkung ausging (Abb.4). Abb. 4: Naß- und Trockenkämmbarkeit von Co-Tensid Shampoos TEB = Shampoo mit Betain, ECS = Shampoo mit Ethercarbonsäure, GPG = Shampoo mit APG, OSA = Standard Abbildung in der Originalveröffentlichung Elektrostatische Aufladung Die Messung der elektrostatischen Aufladung der e nach Anwendung der e ergab keine großen Unterschiede im Vergleich zum Standardshampoo. Subjektive Tests: Verbrauchertests In dieser ersten Testrunde zeigte auch das Ergebnis der Verbrauchertests keine signifikanten Unterschiede in der Bewertung der e. Es ließen sich nur Tendenzen erkennen, die in Tabelle 4 zusammengestellt sind für die Vergleiche 5/12

6 zwischen dem Standardshampoo und den Co-Tensid Shampoos mit Ethercarbonsäure, Alkylpolyglucosid bzw. Betain. Tabelle 4: Ergebnissse des Verbrauchertests mit Co-Tensid Shampoos e Standard - Standard - Standard - mit Betain mit APG mit Ethercarbonsäure Anzahl der Testteilnehmer allgemeine Bewertung Co-Tensid Shampoo tendenziell besser als Standard etwa gleich Co-Tensid Shampoo tendenziell schlechter als Standard positive/negative 194/ / / / / /119 Kommentare (%) Vorteile gegenüber Standard Nachteile gegenüber Standard Verteilbarkeit Schaum Glanz des es Auswaschbarkeit Glanz des es - erhöhte Kämmarbeit bei langem keine Überpflege geringe Schaummenge, erhöhte Kämmarbeit Tendenziell wurde die Kombination mit der Ethercarbonsäure etwas schlechter bewertet als der Standard was auch aus dem Verhältnis von positiven und negativen Kommentaren deutlich wird. Ein Nachteil dieses es war für den Verbraucher das schlechtere Anschäumen und die geringerer Schaummenge sowie die schlechterer Kämmbarkeit. Als Vorteil wurde gesehen, daß das nicht überpflegt wird. Die Kombination mit Alkylpolyglucosid zeigte numerisch sowohl bei der allgemeinen Bewertung als auch bei den meisten Attributen und auch im Verhältnis der negativen und positiven Kommentare kaum Unterschiede zum Standard. Unterschiede bestanden im Vergleich zum Standard in bezug auf den Glanz des es sowie einer erhöhten Kämmarbeit bei langem. Das mit Betain wurde tendenziell besser bewertet als das Standardprodukt wie auch aus dem Verhältnis der Kommentare deutlich wird. Fast alle Beurteilungen der Attribute lagen numerisch über denen des Standards. Vorteile bot dieses bei der Verteilbarkeit, dem Anschäumen und dem Schaum insgesamt. Auch der Glanz des es wurde besser bewertet als beim Standard. Expertentests Für die Experten war durch den Halbseitentest an unbehandelten und strapazierten ein direkter Vergleich möglich, zudem sollten mögliche Unterschiede an strapaziertem deutlicher feststellbar sein. Einen Überblick über das Ergebnis der Frisörbewertung gibt Tabelle 5. Tabelle 5: Ergebnisse der Expertenbewertung e Standard - Standard - mit Betain mit APG Wascheigenschaften unbehandeltes etwa gleich Standard bevorzugt Standard - mit Ethercarbonsäure etwa gleich strapaziertes etwa gleich etwa gleich Standard bevorzugt 6/12

7 Eigenschaften am unbehandeltes strapaziertes abschließende Beurteilung in beiden Salons unterschiedlich Vorteile für den Standard im feuchten Vorteile für den Standard im trockenen Vorteile für das Co- Tensid Shampoo im feuchten Vorteile für ein Produkt wurden vor allem dann gesehen, wenn sich das glatter und geschmeidiger anfühlte oder wenn das trockene mehr Sprungkraft und Volumen hatte. Bei der Anwendung der Shampoos stellten die Experten beim Standardshampoo ein besseres Anschäumen und eine etwas bessere Cremigkeit im Vergleich zu den en mit Alkylpolyglucosid oder Ethercarbonsäure fest. Während beim normalen die Feuchtkämmbarkeit nach Anwendung des Alkylpolyglocosid-haltigen Shampoos im Vergleich zum Standard als schlechter bewertet wurde, wurde die Kämmbarkeit beim strapazierten als besser bewertet. Bei der Bewertung des Shampoos mit Betain im Vergleich zum Standardshampoo kamen die Experten zu gegensätzlichen Ergebnissen je nachdem, welchen Parametern mehr Bedeutung zugemessen wurde. Insgesamt stuften die Frisöre alle Test-Shampoos als schlechte Pflege-Shampoos ein. Ein Ergebnis, daß auch die Verbraucher so gesehen hatten. Die Experten fanden keine oder kaum eine Konditionierwirkung. Fazit - Teil 1 Die Testergebnisse der ersten Testreihe zeigen, daß von den Tensidkombinationen im Vergleich zum Standard mit Laurylethersulfat keine auffälligen konditionierenden Effekte ausgehen. Experten und Verbraucher waren sich in dieser Beurteilung einig. Die objektiv ermittelten Daten ließen sich tendenziell in der Verbraucherbeurteilung wiederfinden, wie z.b. Schaumkriterien und Kämmbarkeit. Teil 2 der Studie Auf der Basis der Kämmkraftdaten und aufgrund der häufigen Verwendung im Markt wurde für den zweiten Teil der Studie die Tensidkombination mit Betain als Grundlage ausgewählt, der ein Konditioniermittel in unterschiedlichen Mengen zugesetzt wurde (Tabelle 3). Zu klären war nun, ob konditionierende Wirkungen sowohl messtechnisch als auch vom Verbraucher erkannt werden konnten. Ergebnisse Konditioniershampoos Objektive Tests Kämmkraftmessungen Obwohl an den einzelnen Zentren die Versuchsbedingungen unterschiedlich waren, ergab sich doch ein übereinstimmendes Bild bei der Kämmkraftmessungen. Bei diesen Messungen wurde auch das ohne Zusatz des Konditioniermittels einbezogen. Ein Beispiel für das Ergebnis zeigen die Abbildungen 5 und 6. 7/12

8 Naßkämmbarkeit Konzentration des Konditioniermittels (%) Abnahme der Naßkämmarbeit (%) ,05 0,1 0,3 0, mg Shampoo/g Abb. 5: Naßkämmarbeit nach Anwendung von Konditioniershampoos Trockenkämmbarkeit 250 mg Shampoo/2g mittl. Kämmkraft (N) 0,1 0,095 0,09 0,085 0,08 0 0,05 0,1 0,3 Konzentration des Konditioniermittels (%) Abb.6: Trockenkämmarbeit nach Anwendung von Konditioniershampoos Mit steigendem Gehalt an Konditioniermittel wurde die Kämmarbeit geringer. Body Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse wurde bei den Bodymessungen das mit 0,05% Polyquaternium 10 nicht mehr untersucht. Bei den Bodymessungen ergab sich das in Tabelle 6 dargestellte Bild: 8/12

9 Tabelle 6: Body Prozentuale Auswertung des volumens ausgehend von 100 % Gehalt an volumen (%) Konditioniermittel 0 % 110 0,1 % 105 0,3 % 93 0,5 % 89 Auch hier konnte ein Effekt, abhängig von der Konzentration festgestellt werden. Mit zunehmender Konzentration des Konditioniermittels nahm das volumen ab. Verbrauchertest Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse der objektiven Tests wurden beim Verbrauchertests die drei Shampoos mit 0,1, 0,3 bzw. 0,5 % Polyquaternium 10 bewertet. Die Auswertung erfolgte sowohl für die Gesamtgruppe der Probanden (ca. 3 x 80 Verbraucher) als auch für Untergruppen mit ausgewählten Eigenschaften des es. Allerdings muß bei diesen Angaben berücksichtigt werden, daß die Untergruppen zum Teil einen recht geringen Umfang hatten. Je höher die Zahlenwerte, um so positiver die Bewertung. In Abbildung 7 ist die allgemeine Gesamtbewertung der einzelnen Konditioniershampoos durch die Probanden zusammengefaßt Verbrauchertest: Allgemeine Bewertung ,10% 0,30% 0,50% alle langes kurzes strapaziertes feines Abbildung 7: Allgemeine Bewertung der e Das mit 0,3 % Konditionierrmittel wurde von allen Probanden und in allen Untergruppen deutlich besser bewertet als das mit 0,1 % des Konditioniermittels. Bei der Erhöhung auf 0,5 % stellten nur noch die Probanden mit langem eine Verbesserung fest. 9/12

10 Aus der Vielzahl der einzelnen Bewertungen sind in den Abbildungen 8-11 im folgenden die Ergebnisse einzelner Attribute wie Feuchtkämmbarkeit, Trockenkämmbarkeit, Frisierbarkeit und Volumen dargestellt. Verbrauchertest: Feuchtkämmbarkeit ,10% 0,30% 0,50% alle langes kurzes strapaziertes feines Abbildung 8: Bewertung der Feuchtkämmbarkeit Verbrauchertest: Trockenkämmbarkeit ,10% 0,30% 0,50% alle langes kurzes strapaziertes feines Abbildung 9: Bewertung der Trockenkämmbarkeit 10/12

11 Verbrauchertest: Frisierbarkeit ,10% 0,30% 0,50% alle langes kurzes strapaziertes feines Abbildung 10: Bewertung der Frisierbarkeit Verbrauchertest: Volumen ,10% 0,30% 0,50% alle langes kurzes strapaziertes feines Abbildung 11: Bewertung des Volumens Auch aus diesen Daten geht hervor, daß die Probanden häufig das Produkt mit 0,3 % Konditioniermittel am besten bewerteten. Nur die Untergruppe der Probanden mit langem erkannte bei 0,5 % Konditioniermittel noch eine Verbesserung und auch die Probanden mit strapazierten (dauergewellt, gefärbt, gebleicht, gesträhnt) erkannten hier in Bezug auf die Kämmbarkeit eine Verbesserung. Bei der Bewertung des Volumens sind die Zahlen insgesamt recht niedrig (50 entspricht der Bewertung gut). 11/12

12 Fazit - Teil 2 Ein Vergleich der Ergebnisse aus den objektiven und den subjektiven Tests zeigt, daß ausgewählte objektive Messmethoden geeignet sind, Verbrauchererfahrungen wiederzugeben und deshalb zur Bewertung von Shampoos herangezogen werden können. Der messbare Effekt des Konditioniermittels bei steigenden Konzentrationen wird im wesentlichen von den Verbrauchern mit langen en erkannt wird. Ansonsten scheint eine Erhöhung des Konditioniermittels von 0,3 auf 0,5 % keine oder nur eine geringe Veränderung in der Bewertung zu bewirken. Zusammenfassung Die Fachgruppe konnte mit ihren Versuchen zeigen, daß der Einfluß von Co- Tensiden auf die objektive und subjektive Bewertung von Shampoos zu vernachlässigen ist. Der konzentrationsabhängige Effekt eines Konditioniermittels kann mit gängigen Messverfahren gut bestimmt werden und läßt sich in der Verbraucherbewertung in ausgewählten Gruppen wiedererkennen. Danksagung Wir danken allen, die in den verschiedenen Labors an dieser Studie mitgearbeitet haben. Literatur: (1) P. Busch, Th. Förster, H.Hensen,Th.Müller-Kirschbaum, H. Tesmann Subjektiv/objeltiv-Bewertung kosmetischer Effekte, TW Dermatologie 20, , 1990 (2) C.R. Robbins, R.J. Crawford, Method to Evaluate Hair Body, J.Soc.Cosm. Chemistry 35, , 1984 Fachgruppe behandlungsmittel der DGK: M. Giesen-Wiese, H. Hensen, D. Hollenberg, M. Hubbuch, G. Lang, H. Leidreiter, V. Martin, T. Oelschläger, H. Schmidt-Lewerkühne, A. Schwan-Jonczyk, K. Sperling, J. Tennigkeit, F.-J. Wortmann 12/12