KR100366802B1

KR100366802B1 - 에어졸 헤어스프레이 조성물 및 이를 위한 에어졸 밸브

Info

Publication number: KR100366802B1
Application number: KR10-1999-0065944A
Authority: KR
Inventors: 최화춘
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2003-01-14
Also published as: KR20010058593A

Abstract

본 발명은 하기 화학식 과 같은 단분자 배열을 가지며, 질량 평균 분자량이 15,000∼25,000이며, 점도(20℃)가 20,000∼35,000cps이고 또한 Tm이 230℃∼240℃인 양이온의 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체를 1∼10중량%(고형분%) 함유함을 특징으로 하는 에어졸 타입의 헤어스프레이 조성물및 이 조성물을 위한 에어졸 밸브에 관한 것이다.

[화학식]

Description

에어졸 헤어스프레이 조성물 및 이를 위한 에어졸 밸브{Aerosol hair spray compositions and aerosol valve therefor}

본 발명은 에어졸 헤어스프레이 조성물 및 이를 위한 에어졸 밸브(aerosol valve)에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 우수한 셋팅력(set hold)을 제공 할 뿐만 아니라 저온에서도 분사 패턴이 양호하여 우수한 품질을 제공하는 에어졸 헤어스프레이 조성물 및 이를 위한 에어졸 밸브에 관한 것이다.

인간은 모발을 다양한 형태로 유지하려는 욕망이 있다. 이러한 욕망을 충족하기 위해 모발의 영구적인 변형과 일시적인 변형을 시도하여 왔다. 모발의 영구적인 변형 방법에는 원하는 효과를 성취하기 위해 모발과 반응하는 화학적 원료를 사용하는 방법이 포함된다. 모발에 가해진 일시적인 셋팅은 물에 의해 또는 세발에 의해 풀릴 수 있는 일시적인 배열이다. 이러한 셋팅을 위해 사용되는 물질은 수지 또는 고무를 사용하고 있다. 일시적인 셋팅의 형태는 에어졸 또는 펌프타입의 헤어스프레이를 사용하여 성취되어 왔다. 이들 제품은 사용자 모발에 분사하여 작용시킨다. 현재 사용되는 통상적인 헤어스프레이는 일반적으로 비수용성 중합체, 용제, 첨가제 및 추진제를 포함한다(참조: Dr. Franz Frosh., 'History and FutureDevelopment of European Hair Spray Polymers', Cosmetics & Toiletries, Vol 108 (May, 1993) 69-70).

헤어스프레이 조성물중에는 셋팅효과를 주는 수지를 1∼5중량%와 컨디셔닝 효과를 주는 첨가제를 0.1∼0.5중량% 정도 사용하고 있다(참조: Cosmetics & Toiletries, Vol 108,(March, 1993) p111-117).

헤어스프레이의 중요 품질특성인 셋팅효과를 나타내는 조성물인 수지는 일반적으로 옥틸아크릴아미드 아크릴레이트 부틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 또는 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체가 널리 사용되고 있다. 특히 양쪽성 이온성질을 갖는 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체는 옥틸아크릴아미드 아크릴레이트 부틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 보다 고온 다습조건에서도 높은 셋팅력을 나타낼 뿐만 아니라, 외부의 물리적인 충격에도 흰가루 현상이 적은 우수한 품질을 갖고 있다

그러나 모발에서의 셋팅력을 높게 하기위해 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체 함량을 증가시키면 4.5중량% 이상부터는 분사패턴이 불규칙하거나 밸브 오리피스가 막히므로 사용량에 한계가 있다. 이러한 현상은 20℃이하 저온으로 갈수록 빨리 나타난다.

본 발명자는 저온으로 갈수록 헤어스프레이의 분사패턴이 불규칙하면서 막힘현상의 속도가 빠르게 나타나는 원인이 중합체 조성물이 20℃이하 부터 점도가 급격히 상승하기 때문이다라는 것을 밝혀냈다.

본 발명자는 또한 헤어스프레이 조성물 중 질량 평균 분자량 3,000∼5,000, 점도(20℃) 40,000∼55,000cps, Tm 240∼270℃의 물성을 갖은 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체를 사용한 종래 조성물 보다 더 우수한 셋팅력을 갖을 뿐만 아니라, 저온에서 중합체의 함량을 높게 사용하여도 우수한 분사패턴을 갖는 제품을 개발하기 위해 연구한 결과, 헤어스프레이 조성물중 종래의 조성물과 명칭은 같으나 물성들이 다른 하기 화학식과 같은 단분자 배열, 질량 평균 분자량 15,000∼25,000, 점도(20℃) 20,000∼35,000cps 및 Tm 230∼260℃의 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체를 사용하여 종래의 에어졸 헤어스프레이보다 뛰어난 셋팅효과를 나타내었고, 저온에서 중합체 함량을 높여도 낮은 점도로 인하여 밸브의 막힘 없이 우수한 분사패턴을 갖는다는 것을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 이르렀다. 이러한 우수한 분사패턴을 형성하기 위해 밸브의 오리피스 크기를 결정하는 것이 매우 중요하다.

본 발명은 하기 화학식과 같은 단분자 배열을 가지며, 질량 평균 분자량이 15,000∼25,000이며, 점도(20℃)가 20,000∼35,000cps이고 또한 Tm이 230∼260℃인 양이온성의 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체를 1∼10 중량%(고형분%) 함유함을 특징으로 하는 에어졸 타입의 헤어스프레이 조성물에 관한 것이다.

[화학식]

본 발명은 또한 상기 헤어스프레이 조성물을 에어졸 용기에 충전시키며, 이때 버튼 오리피스 직경이 0.010∼0.040 인치, 스템 오리피스 직경이 0.010∼0.040 인치, 베이퍼탭 오리피스 직경이 없거나 0.040 인치 이하, 그리고 바디 오리피스 직경이 0.010∼0.040 인치인 에어졸 밸브를 사용하여 미세한 입자로 분사시킴을 특징으로 하는 에어졸 밸브에 관한 것이다통상적으로, 고압가스용 에어졸 제품에 사용하는 밸브는 크게 4가지 이상의 부분(part)들이 결합되어 있고, 이러한 각 부분에는 다양한 크기의 구멍(orifice)들이 있다. 예를들어 버튼 오리피스, 스템 오리피스, 베이퍼탭 오리피스 및 바디 오리피스를 포함한다. 이러한 통상적인 헤어스프레이 밸브의 구성 및 작동원리는 당업계에 너무 잘 알려져 있다. 예를들어 헤어스프레이를 사용하기 위해 버튼을 누르면 스템 가스켓이 열리고, 이때 분사제와 헤어스프레이 내용물이 혼합된 것은 바디오리피스를 통과하고, 분사제 기체는 베이퍼탭 오리피스를 통과하여 하우징에서 서로 섞이게 된다. 이렇게 섞인 혼합물은 스템 오리피스를 통과하고 최종 버튼 오리피스를 지나면서 작은 입자들을 형성한 분사패턴을 갖는다.

본 발명에 따른 에어졸 밸브의 구성 및 작동원리는 상기와 같은 통상적인 헤어스프레이 밸브와 동일하다. 그러나 분사패턴은 각 구성부분의 오리피스 크기들을 어떻게 선택하느냐에 따라 다양한 형태가 나타난다. 이것은 내용물이나 분사제의 종류에 따라 분사입자 크기나 분사각도에 큰 차이가 나기 때문이다. 따라서 오리피스 크기를 잘못 선정하면 사용중 밸브가 세팅제 때문에 막히는 중대한 결함을 갖게 된다.

본 발명에 따르면, 내용물에 버튼 오리피스 직경이 0.010∼0.040인치, 스템 오리피스 직경이 0.010∼0.040인치, 베이퍼탭 오리피스 직경이 없거나 0.040인치 이하, 그리고 바디 오리피스 직경이 0.010∼0.040인치인 에어졸 밸브를 사용하여 우수한 분사 패턴을 형성하고, 밸브에서의 막힘이 없는 우수한 분사패턴을 갖는 시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 에어졸 헤어스프레이 조성물은 에탄올, 종래의 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체와 명칭은 같으나 물성이 매우 다른 헤어 셋팅 중합체, 첨가제 및 추진제를 포함한다.

본 발명에 사용되는 헤어스프레이 조성물중 셋팅력을 갖는 수지는 양쪽성 이온성질의 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체로서 총 조성물의 1∼10중량% 사용한다. 이 중합체는 종래에 널리 사용되는 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체와 명칭은 같으나, 단분자 함량 및 구조배열, 분자량, Tm 및 점도 등 물성이 다른 중합체이다.

상기 화학식과 같은 물성을 갖는 헤어스프레이 조성물중 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체를 1∼10중량% 사용하면 고온 다습조건에서도 종래의 제품보다 높은 초기 셋팅력과 시간 흐름에 따른 셋팅유지력이 뛰어나게 좋을 뿐만 아니라, 저온 특히 20℃이하에서 종래 제품보다 분사 밸브의 막힘현상없이 우수한 분사패턴을 갖는 특징이 있다. 이러한 분사 패턴은 헤어스프레이 조성물을 모발에 균일하게 도포 시킴으로써 좋은 품질을 제공한다.

본 발명의 에어졸 헤어스프레이 조성물에는 에어졸 헤어스프레이에 통상적으로 사용되는 성분으로서 보습 및 콘디셔닝효과를 주는 첨가제, pH조정제, 향료, 자외선 차단제 그리고 물, 에탄올과 같은 용제를 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 에어졸 추진제는 에어졸 용기에 사용되는 액화 가능한 가스로서, 프로판, n-부탄, 이소부탄 및 디메틸에테르를 단독 또는 혼합하여 5∼60 중량% 사용한다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.

(실시예 1∼10, 비교예 1∼10)

후술하는 표 1 및 표 2에 나타낸바와 같이 통상적인 에어졸 헤어스프레이 제조방법에 따라 실시예 및 비교예의 조성물을 제조 하였다.

상기 실시예 및 비교예의 조성물에 대하여 항온 항습기에 의한 셋팅효과, 분사패턴 측정기 및 밸브 막힘 시험을 다음과 같이 평가하였다.

1) 항온 항습기에 의한 셋팅 효과 시험

헤어스프레이 내용물이 고루 도포된 모발을 스파이널(spiral)에 감아 건조 시킨다. 컬(curl)상태의 모발을 항온 항습기(25℃, 80%RH)에 넣어 시간 경과에 따라 셋팅 효과를 컬 리텐션(%)(curl retention)식을 이용 측정하였다(참조: Albert L. Micchelli, B. A., and F. Theodore Koehler, B. S. 'Polymer Properties Influencing Curl Retention at High Humidity' J. Soc. Cosmists. 19, 863-880(Dec 9, 1968).

Lo = 헤어 트레스(hair tress) 길이

Lt = t 시간후 트레스(tress) 길이

Ls = 컬(curl)된 최초 트레스 길이(t=0)

2) 흰가루 발생 시험

헤어스프레이 내용물이 고루 도포된 모발을 상온에서 2시간 건조 시킨다.그런 다음 동일한 형태의 빗으로 3회 빗질을 하고 현미경 400배로 관찰하여 평가한다.

◎: 양호, △: 보통, ×: 불량

3) 밸브막힘 시험(분사패턴 시험)

측정할 시료를 -10℃에서 보관하여 매일 10초간 분사하여 육안 관찰한다.

◎: 규일한 분사패턴 유지(양호)

△: 분사패턴 모양이 불규칙함.(나쁨 / 막힘조짐)

×: 분사가 되지않음(막힘)

4) 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10에 사용되는 헤어스프레이 밸브의 각 부품들이 오리피스 직경의 조합은 다음과 같다.

㉮ 버튼 오리피스 직경 : 0.020 인치

㉯ 스템 오리피스 직경 : 0.018 인치

㉰ 바디 오리피스 직경 : 0.018 인치

㉱ 베이퍼탭 오리피스 직경 : 0.013 인치

상기 시험결과는 하기 표 1 과 표 2 에 나타나 있다.

성분명(%)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8	실시예9	실시예10
에탄올	59.5	59	58.5	57.5	56.5	59	58.5	58	57	56
엘피지	35	35	35	35	35	35	35	35	35	35
중합체(1)	5	5	5	6	7	5	5	5	6	7
첨가제(1)	0.5	1	1.5	1.5	1.5	-	-	-	-	-
첨가제(2)	-	-	-	-	-	1	1.5	2	2	2
셋팅력(%)	91	89	88	91	94	90	88	86	91	91
흰가루현상	◎	◎	◎	◎	△	◎	◎	◎	◎	△
밸브막힘시험	◎	◎	◎	◎	△	◎	◎	◎	◎	△

단위: 중량%(중합체: 고형분%)

중합체(1): 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체(화학식 1, 분자량 15,000∼25,000, 점도(20℃) 27,000cps)

첨가제(1): 1,2-프로판디올

첨가제(2): 디메틸 실옥산 글리콜 공중합체

셋팅력(%): 컬 리텐션(curl retention)

성분(%)	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5	비교예6	비교예7	비교예8	비교예9	비교예10
에탄올	61	60	59	61	60	59	61	60	59	58
엘피지	35	35	35	35	35	35	35	35	35	35
중합체(1)	4	5	6	-	-	-	-	-	-	-
중합체(2)	-	-	-	4	5	6	-	-	-	-
중합체(3)	-	-	-	-	-	-	4	5	6	7
셋팅력(%)	82	84	87	85	89	91	87	93	95	96
흰가루현상	△	×	×	◎	◎	△	◎	◎	△	△
밸브막힘시험	◎	△	×	◎	△	×	◎	◎	△	△

단위: 중량% (중합체: 고형분%)

중합체(1): 옥틸아크릴아미드 아크릴레이트 부틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체 / 100%중화(AMP사용)

중합체(2): 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체(분자량 3,600, 점도(45℃) 45,000cps)

중합체(3): 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체(화학식 1, 분자량 15,000∼25,000, 점도(20℃) 27,000cps)

셋팅력(%): 컬 리텐션(%)(curl retention)

본 발명에 따른 에어졸 헤어스프레이 조성물은 셋팅력이 우수할 뿐만 아니라 저온에서도 분사패턴이 양호하여 우수한 품질을 제공한다.

Claims

하기 화학식과 같은 단분자 배열을 가지며, 질량 평균 분자량이 15,000∼25,000이며, 점도(20℃)가 20,000∼35,000cps이고 또한 Tm이 230∼260℃인 양이온성의 메타크릴로일에칠베타인 메타크릴레이트 공중합체를 1∼10 중량%(고형분%) 함유함을 특징으로 하는 에어졸 타입의 헤어스프레이 조성물.

[화학식]
제 1 항에 있어서,

통상의 에어졸 헤어스프레이용 첨가제, 용제 및 추진제를 추가로 함유함을 특징으로 하는 에어졸 타입의 헤어스프레이 조성물.
버튼 오리피스, 스템 오리피스, 베이퍼탭 오리피스 및 바디 오리피스를 구비한 통상의 헤어스프레이용 에어졸 밸브에 있어서, 제 1 항에 기재된 헤어스프레이 조성물을 에어졸 용기에 충전시키며, 이때 버튼 오리피스 직경이 0.010∼0.040 인치, 스템 오리피스 직경이 0.010∼0.040 인치, 베이퍼탭 오리피스 직경이 없거나 0.040 인치 이하, 그리고 바디 오리피스 직경이 0.010∼0.040 인치인 에어졸 밸브를 사용하여 미세한 입자로 분사시킴을 특징으로 하는 에어졸 밸브