KR100691086B1

KR100691086B1 - 산성 염모제 조성물

Info

Publication number: KR100691086B1
Application number: KR1020060008482A
Authority: KR
Inventors: 김회경; 윤일기; 이인호
Original assignee: 주식회사 엘지생활건강
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-03-12

Abstract

본 발명은 산성염료를 포함하는 산성 염모제 조성물에 관한 것으로서, 산성염료는 소수성기가 도입된 아조 유도체 화합물을 포함한다. 본 발명에 따른 산성 염모제 조성물은 모발에서 색상표현력 및 색상발색력이 우수하고, 습윤견뢰도가 좋아 염색 후 물빠짐에 의한 색상변화가 적어 모발색의 지속력이 매우 우수하며, 경시 안정성 또한 우수하다.

아조 유도체 화합물, 소수성기, 프탈이미드 유도체, 산성염료, 습윤견뢰도

Description

산성 염모제 조성물{Acidic Hair Color Composition}

본 발명은 산성조건 하에서 아미노산 잔기와 이온결합 하는 산성염료를 포함하는 산성 염모제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 모발 색을 변화시키기 위한 염모제는 염모 효과의 지속성에 따라 일시 염모제, 반영구 염모제 및 영구 염모제로 분류된다.

이중에서 지속성이 가장 좋은 영구 염모제(산화 염모제)는 통상 파라페닐렌디아민 등의 방향족 아미노 화합물로 대표되는 산화염료 및 알칼리제를 포함하는 1제와, 산화제로서 과산화수소를 포함하는 2제로 구성된다. 이러한 영구 염모제의 경우, 실제 모발에 적용 시 1제와 2제의 혼합액을 도포하여 모발내부에서 거대 염료분자가 축합중합되므로 염모력이 높고 색의 지속력이 좋은 장점이 있다. 그러나, 일반적으로 산화염료에 배합되는 암모니아에 의한 자극취, 산화제인 과산화수소의 탈색작용에 의한 모발의 손상과 두피의 자극, 산화염료에 의한 피부알러지 발생 등의 단점이 있다.

이와는 달리, 통상적으로 산성 염모제로 불리워지는 반영구 염모제는 과산화수소나 암모니아 등을 사용하지 않아 모발의 손상이 적으며 두피나 피부에 안전하 다는 장점이 있다. 이러한 산성 염모제는 동물성 섬유에 사용되는 산성염료를 함유하는데, 이는 일반적으로 하나이상의 술폰산기, 카르복시기, 하이드록시기 등과 같은 친수성기를 가지는 염의 형태로서, 다양한 방법에 의해 합성이 가능한 산성아조염료, 산성안트라퀴논염료, 금속착염 아조염료 등이 있다. 특히, 아조 유도체 화합물을 함유하는 산성아조염료는 염료분자 설계시 디아조 성분 및 커플링 성분을 다양하게 도입함으로써 옐로우에서 바이올렛까지의 선명한 색상 발현이 가능하며, 염료분자에 따라서 동물성 섬유에 대하여 다양한 색상 발현이 가능하다.

그러나 산성염료는 통상적으로 산성 조건하에서 모발 상의 아미노산 잔기인 양이온과 산성염료의 음이온 간의 이온결합을 통해 염모가 진행된다. 따라서, 산성염료는 이온결합으로 모발과의 결합력이 약하여 반복적인 샴푸와 세정에 의해 모발에서 쉽게 탈락되는 물빠짐이 발생하므로, 염색 후 모발의 색상이 장기간 지속되지 못한다는 문제점이 있다.

Zollinger는 동물성 섬유의 염색의 메커니즘을 정전기력(electrostatic force), 반데르발스힘(van der Waals forces), 소수성결합(hydrophobic bonds), 수소결합(hydrobondic interaction) 등에 의한 결합으로 규정하고 있다(H. Zollinger 저, Color chemistry: syntheses, properties, and applications of organic dyes and pigments, Zurich: Verlag Helvetica Chimica Acta). 따라서 동물성 모발 염색에서 이온결합 이외에 염료와 모발 사이의 결합력을 증대시킬 수 있는 다른 결합을 유도함으로써 염색시 염료의 흡진률을 높이고 반복되는 습윤처리 시 염료의 탈락을 감소시킬 수 있는 다양한 방법이 이용되고 있다. 예를 들어, 동물성 섬유를 전처리 를 하여 전기적인 특징을 상승시키거나, 크롬이나 구리와 같은 금속을 사용하여 매염을 하거나, 적당한 염색보조제를 이용하여 흡착을 상승시키는 등의 방법이 있다.

그러나 무엇보다도 염료 설계시 동물성 모발과의 결합을 증대시킬 수 있는 분자 구조를 구현할 수 있다면, 다양한 전처리 및 후처리를 하지 않고도 염료의 흡착 및 모발에 대한 결합력을 상승시킬 수 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 모발과의 결합력을 향상시켜 염색 후 물빠짐에 의한 색상변화가 적어 모발색의 지속력이 매우 우수하고 색상표현력이 뛰어나며 경시 안정성이 우수한 산성 염모제 조성물을 제공하는데 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 아조 유도체 화합물인 산성염료를 포함하는 산성 염모제 조성물을 제공한다.

상기 화학식 1에서, R₁은 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 사슬기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 벤질기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 히드록시 에틸기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 에틸 옥사이드기 및 프로필렌 옥사이드기가 1 내지 20개가 부가된 히드록시에틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, R₂는 아미노산 잔기와 이온결합 할 수 있는 친수성기를 하나 이상 포함하는 방향족 화합물 또는 복소환식 화합물이며, 이때, 친수성기는 하이드록시기, 술폰산기, 카르복시기 등이 있고, 방향족 화합물은 벤젠, 나프탈렌, 안트라퀴논 등이 있으며, 복소환식 화합물은 피리딘, 인돌 등이 있다.

본 발명은 친수성 단분자 형태의 산성염료를 사용하여 모발과 염료간의 이온결합에만 의존했던 종래의 산성 염모제와는 달리, 모발의 소수성 부분에 흡착할 수 있는 소수성기와 모발의 아미노 잔기와의 결합이 가능한 음이온 친수성기 모두를 한 염료 분자 구조 내에 동시에 안정적으로 구현한 상기 화학식 1의 산성염료를 사용한 것이며, 이에 본 발명의 특징이 있다. 이러한 산성염료를 함유한 본 발명의 산성 염모제 조성물은 이온결합 이외에 소수성 결합, 수소결합, 반데르발스힘 등에 의해 모발과 염료간의 결합을 더욱 공고히 할 수 있어, 모발 염색에 효과적이다.

이하, 본 발명의 산성 염모제 조성물에 사용되는 산성염료의 구조에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 산성 염모제 조성물에 사용되는 산성염료에 있어서, 전술한 화학식 1의 R₂는 아미노산 잔기와 이온결합 할 수 있는 친수성기를 하나 이상 포함하는 방향족 화합물 또는 복소환식 화합물이다. 이때 친수성기는 하이드록시기, 술폰산기, 카르복시기 등이 있고, 방향족 화합물은 벤젠, 나프탈렌, 안트라퀴논 등이 있 으며, 복소환식 화합물은 피리딘, 인돌 등이 있다.

본 발명의 산성 염모제 조성물이 모발에 염색될 때, 이러한 R₂기에 의한 염색 메커니즘을 예시하면, 다음 반응식 1과 같다. 즉, 산성조건하에서 모발의 아미노산 잔기가 염료의 술폰산기로 대표되는 친수성기와 이온결합을 하여 모발에 염료가 착색된다.

또한 본 발명의 산성 염모제 조성물에 사용되는 산성염료에 있어서, 전술한 화학식 1의 R₁은 소수성 또는 유사 소수성의 성질을 가지는 기로서, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 사슬기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 벤질기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 히드록시 에틸기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 에틸 옥사이드기, 프로필렌 옥사이드기가 1 내지 20개가 부가된 히드록시에틸기 등이 있다.

본 발명의 산성 염모제 조성물이 모발에 염색될 때, 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 소수성 성질의 R₁기는 모발의 소수성 부분과 수소결합을 할 수 있는 수소결합 사이트를 제공하여 반데르발스힘에 의한 결합 등에 따라 반응하여 염색성 및 습윤견뢰도를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 산성 염모제 조성물에 사용되는 산성염료에 있어서, 전술한 화학식 1의 화합물은 소수성기를 갖는 프탈이미드 유도체가 도입된 아조 유도체 화합물이다. 프탈이미드 유도체는 복소환식 화합물을 갖는 염료 구조체로서 다양한 파장 영역의 색상 구현이 가능하여, 바이올렛, 블루, 옐로우, 레드 등의 색상을 구현한다.

결론적으로, 본 발명은 화학식 1의 소수성기, 친수성기 및 프탈이미드 유도체를 함유함으로써, 염색성을 향상시키고, 습윤견뢰도를 상승시킬 수 있으며, 선명하고 다양한 색상 표현이 가능하다.

본 발명에 포함되는 아조 유도체는 아조 계열 염료의 합성에 통상적으로 사용되는 방법에 의해 제조될 수 있는데, 예를 들면 Colorants and auxiliaries Volume1(Chapter 4, Edited by John Shore) 및 김인규, "신염색학", 문운당(1995)과 같은 문헌에 개시되어 있는 방법에 의할 수 있다.

또한 본 발명의 아조 유도체는 커플링 성분에 기본적으로 친수성을 가지고 있으나, R₁의 소수성에 따라 염료 회합이 일어날 수 있다. 따라서 산성 염모제 조성물에 적용하기 위하여 산성 염모제에 배합되기 전에 적당한 용제 또는 분산제에 용 해시킨 후 밀링공정을 통하여 염료의 분산력을 향상시킬 수 있다. 밀링시 아세트산, 암모늄 아세테이트, 암모늄 설페이트, 에탄올, 벤질알콜 등과 같은 분산제 및 염색 캐리어를 사용할 수 있으며, 일반적인 산성염료의 밀링시스템을 따를 수 있다.

본 발명의 산성염료는 통상의 모발염모용 화장품류에 사용되는 직접염료, 산성염료, 염기성염료 등이 사용되는 함량범위 내에서 염모제 조성물에 사용될 수 있다. 즉, 충분한 염모 효과와 제형 안정성 등을 고려하여 염모제 조성물 총 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 산성염료를 사용하여 염모를 진행하므로 제형을 pH 2.5∼6 정도의 산성으로 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 범위의 pH는 피부를 자극하거나 염모 효과를 저하시키는 영향을 끼치지 않는다.

한편, 본 발명의 산성 염모제 조성물에는 산성 염모제에 통상적으로 사용되는 성분을 본 발명의 효과를 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 사용할 수 있다. 예를 들면 산성염료로써 적색 2호, 적색 3호, 적색 102호, 적색 104호, 적색 105호, 적색 106호, 황색 4호, 황색 5호, 녹색 3호, 청색 1호, 청색 2호, 적색 201호, 적색 227호, 등색 205호, 등색 207호, 황색 202호, 황색 203호, 녹색 201호, 녹색 204호, 적색 401호, 적색 503호, 청색 202호, 청색 203호, 청색 205호, 황색 403호, 황색 406호, 녹색 401호, 녹색 402호, 자색 401호, 흑색 401호 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들은 특별히 사용량이 정해진 것은 아니지만 통상 조성물 전체의 0.01∼5.0 중량%를 사용하고, 바람직 하게는 0.1∼2.0 중량%를 사용한다. 만약 함량이 너무 적으면 충분한 염모효과를 얻기 어려우며, 2.0 중량% 이상 사용할 때에는 물빠짐의 증가나 얼룩의 원인이 될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 계면활성제로는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 등이 있으며 이들을 적절하게 혼합 병용하는 것도 가능하다. 컨디셔닝제로 4급화 암모늄염, 4급화 폴리머 등을 사용할 수 있다. 유기용제로서 벤질 알코올, 신나밀 알코올, 페녹시 에탄올, 글리세린 카보네이트, 탄산 프로필렌 등을 0.5∼50 중량%까지 사용할 수 있다.

또한, 산으로서는 유기산이 바람직하며, 글리콜산, 구연산, 젖산, 사과산 등을 사용할 수 있다. 이 외에도 방부제, 자외선 차단제, 향료, 산화방지제, 점증제 등의 통상의 성분들을 사용할 수 있으며, 임의의 성분을 사용하여 크림타입, 겔상, 액상 등 적절한 제형으로 만들 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

<아조 유도체 화합물 제조>

상기 화학식 1에서 R₁은 에틸기로, R₂는 H-acid 및 J-acid로 치환된 구조인 아조 유도체 화합물들을 제조하였으며, 하기 화학식 2 및 화학식 3과 같이 나타낸다.

<실시예 1과 2 및 비교예 1과 2>

우선, 전술한 화학식 2와 3으로 나타낸 아조 유도체 화합물을 에탄올에 용해 하여 1.0% 용액상태로 녹인 후 약 24시간 동안 밀링 공정을 행한 후 사용하였다.

하기 표 1에 나타난 성분과 함량에 따라, 정제수에 EDTA 4Na를 용해 시킨 후, 이소프로필알코올과 각각의 염료를 투입하였다. 별도의 용기를 사용하여 벤질알코올에 산탄검을 균일하게 분산시켜 수상에 투입하여 교반한 후 각 염료 용액을 투입하여 고르게 분산시킨 후, 구연산과 아세트산을 이용하여 적정한 pH로 맞춘 후 조합향을 투입하여 균일하게 혼합하여 산성 염모제 조성물을 제조하였다. 단위는 중량%이다.

성 분 명	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2
화학식 2인 염료	0.3	-	-	-
화학식 3인 염료	-	0.3	-	-
C.I Acid Red 1	-	-	0.3	-
C.I Acid Red 138	-	-	-	0.3
벤질알코올	6.0
이소프로필알코올	20.0
구연산	0.3
아세트산	0.5
산탄검	1.0
EDTA 4Na	0.1
조합향	적량
정제수	To 100%
pH	3.5	3.5	3.5	3.5

<실험예 1> 색상 지속성 평가

상기 표 1을 따라 제조한 산성 염모제 조성물들을 이용하여 샴푸 견뢰도 테스트용 모발과 울포에 염색한 후, 40℃ 소듐 에톡실레이티드 라우릴 설페이트(SLES) 1% 수용액에 넣은 후 20분간 교반함을 3회 반복하여 샴푸 견뢰도(물빠짐) 평가 시험을 실시하였으며, 물빠짐 전후의 모발 색상 차이는 하기 표 2에 기재된 평가기준에 따라 전문 패널 10명이 평가하였고, 울포의 색차는 색차계(KONICA MINOLTA, CHOROMA METER CR-400)를 이용하여 색차를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.

평가기준	색상 차이 매우 심함	색상 차이 심함	색상 차이 다소 있음	색상 차이 적음
평가	X	△	○	◎

구분	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2
모발의 색차(물빠짐 전후의 모발 색상 차이)	◎	◎	△	△
ΔE	1.27	1.58	5.12	2.43

ΔE는 천이(遷移) 에너지라 하며, 물빠짐 전후의 색수치 차이(물빠짐 전의 값에서 후의 값을 뺀 수치)를 의미한다.

상기 표 3을 보면, 소수성기가 도입된 프탈이미드 유도체를 함유한 실시예 1과 2는 모발의 색차가 적어 색상 지속력이 매우 우수함을 알 수 있다.

<실험예 2> 경시 안정성 평가

상기 표 1을 따라 제조한 산성 염모제 조성물들을 50℃ 항온기에서 2개월간 관찰하여 고온 경시 안정성을 하기 표 4에 기재된 평가기준에 따라 평가 하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 정리하였다.

평가기준	염료 석출 및 염색 색상 변색	염료 석출 심함	변색은 없으나 염료 다소 석출	염료 석출 및 변색 없음
평가	X	△	○	◎

구 분	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2
안정성	◎	○	△	○

상기 표 5의 결과를 보면, 소수성기가 도입된 프탈이미드 유도체를 함유한 실시예 1과 2의 산성염료는 경시안정성이 우수하다.

이와 같이 본 발명의 소수성기를 갖는 프탈이미드 유도체가 도입된 아조 유도체 화합물을 산성염료로서 함유하는 산성 염모제 조성물은 염색 후 물빠짐에 의한 색상변화가 적어 우수한 모발색의 지속력과 경시안정성을 부여한다.

Claims

산성조건 하에서 아미노산 잔기와 이온결합 하는 산성염료를 포함하는 산성 염모제 조성물에 있어서,

상기 산성염료가 하기 화학식 1로 표시되는 아조 유도체 화합물인 것을 특징으로 하는 산성 염모제 조성물:

<화학식 1>

상기 화학식 1에서, R₁은 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 사슬기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 벤질기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 히드록시 에틸기, 탄소수가 1 내지 20인 포화 또는 불포화 에틸 옥사이드기 및 프로필렌 옥사이드기가 1 내지 20개가 부가된 히드록시에틸기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, R₂는 아미노산 잔기와 이온결합 할 수 있는 친수성기를 하나 이상 포함하는 방향족 화합물 또는 복소환식 화합물이다.
제1항에 있어서, 상기 친수성기는 하이드록시기, 술폰산기 및 카르복시기 로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 방향족 화합물은 벤젠, 나프탈렌 및 안트라퀴논으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 화합물이며, 상기 복소환식 화합물은 피리딘 또는 인돌인 것을 특징으로 하는 산성 염모제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 아조 유도체 화합물의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 산성 염모제 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산성 염모제 조성물은 pH 2.5 내지 6인 것을 특징으로 하는 산성 염모제 조성물.