KR101446184B1

KR101446184B1 - 가발을 구성하는 인모의 다양한 특성을 균일한 물성으로 변환시키기 위한 펌제의 이용방법

Info

Publication number: KR101446184B1
Application number: KR1020130014984A
Authority: KR
Inventors: 박철균; 김병만
Original assignee: 에스엘아이 프로덕션 코퍼레이션
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2014-10-02
Also published as: KR20140102349A

Abstract

본원은 가발용 펌 용제로 원적외선 방사 기능과 음이온 방출 기능이 우수한 기능성 여액를 얻어 이용하고자 하는 기술사상으로, 맥반석(麥飯石, barley stone)과, 일라이트-운모(illite-mica)와 토르마린(tourmaline)이 특정 비율로 혼합된 천연광물 분말을 미립도로 분쇄하여 미세 혼합분말을 얻는 단계와 유기산과 분산제 또는 계면활성제가 혼합된 분산용액을 얻는 단계와 상기 분산용액에 혼합분말을 적정범위로 넣고 교반 및 용해한 뒤 여과하여 원적외선 및 음이온 활성을 갖는 기능성 여액을 얻고, 상기 펌제 용해수에 펌제 원료를 용해시켜 이용하므로 가발용 인모의 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로부터 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 모발의 특성을 균일한 특성으로 영구적으로 변화시키는 방법을 제공하고자 목적을 갖는 발명이다.
본원에서는 상기 가공수단을 통하여 가발 생산의 작업성과 생산성을 크게 향상시키고 궁극적으로 가발 생산의 원가를 절감시키고, 고품질의 가발을 생산할 수 있는 기반을 마련하는 발명으로, 본원의 기술사상이 적용되는 경우 가발용 인모의 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 물성을 나타내는 모발을 균일한 특성으로 영구적으로 변화시키는 효과를 제공한다.

Description

가발을 구성하는 인모의 다양한 특성을 균일한 물성으로 변환시키기 위한 펌제의 이용방법{Using method of perm apparatus for false wig}

본 발명은 가발을 구성하는 인모의 다양한 특성을 균일한 물성으로 변환시키는 펌제의 이용방법으로, 본 발명에 따른 가발용 펌 용제는 원적외선 방사 기능과 음이온 방출 기능이 우수한 기능수를 얻어 이용하고자 하는 기술사상의 발명이다.

더욱 구체적으로 본원은 맥반석(麥飯石, barley stone)과, 일라이트-운모(illite-mica) 및 토르마린(tourmaline)이 특정 비율로 혼합된 천연광물 분말을 미립도로 분쇄하여 미세 혼합분말을 얻는 단계와 유기산과 분산제 또는 계면활성제가 혼합된 분산용액을 얻는 단계와 상기 분산용액에 혼합분말을 적정범위로 넣고 교반 및 용해한 뒤 여과하여 원적외선 및 음이온 활성을 갖는 기능성 여액을 얻고, 상기 기능성여액의 pH를 7.0±0.5 범위로 조정하여 펌제 용해수를 얻는 단계와 상기 펌제 용해수에 펌제를 용해시켜 이용하는 단계를 통하여 가발용 인모의 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로부터 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 모발의 특성을 균일한 물성으로 영구적으로 변화시키는 기술을 통하여, 가발 생산의 작업성과 생산성을 크게 향상시키고 궁극적으로 가발 생산의 원가를 절감시키고, 고품질의 가발을 생산하기 위한 효과를 도모하는 기술사상의 발명이다.

전 세계적으로 가발의 주원료가 되는 인모는 크게 중국인모와 인도인모, 그리고, 인도네시아인모로 구분되고 있으며, 중국인모는 한국인모와 굵기, 감촉이 가장 흡사하여 주로 굵은 모발에 해당되며, 인도인모는 유럽인모와 굵기, 감촉이 가장 흡사하여 주로 가는 모발에 해당되고, 인도네시아인모는 인도인모와 유사하나 생산량이 현저히 줄고 있는 형편이다.

모발의 밀도에 있어서 한국인의 모발 밀도가 백인이나 흑인에 비해 유의적으로 낮은 편이며(미국, Journal of the American Academy of Dermatology), 서양인(백인)의 모발은 일반적으로 동양인에 비해 얇고 모발의 구조가 달라 조금만 열을 가해주어도 머리 스타일의 변화가 더 크며, 반대로 흑인의 경우 모발이 두껍고 모발곱슬이 강해 어릴 때부터 레게머리나 가발, 스트레이트 펌을 하기도 한다.

모발의 구조와 구성 물질을 살펴보면, 모발은 생선의 비늘처럼 한쪽 방향으로 겹겹이 쌓이는 형태로 각화되므로 손으로 모발을 잡고 가볍게 당겨보면 각화가 진행되는 방향으로는 매끄럽게 진행되지만 반대 방향으로는 진행이 잘 되지 않는 특성을 갖는다.

일반적으로 모발 횡단면에는 상이한 3개 형태의 세포가 관찰되고 있는데, 그 횡단면을 보면 가장 중앙 부위가 모수질이며(모발의 단면이 적은 경우에는 모수질이 없는 것도 있음) 그 다음 부위는 모피질이라고 부르며 모발의 대부분을 차지하고 있고 가장 바깥 부분을 모표피라고 하며 화학적 저항이 가장 강한 층이다.

최외층의 세포인 모표피는 편평무핵의 세포가 지붕의 기와 모양으로 늘어져 있어서 털의 표면을 보호하고 모발 내부를 감싸고 있는 화학적 저항성이 강한 층으로서 모표피는 판상으로 둘러싸인 듯한 형태의 세포로 되어 있으며, 이 각 세포는 두께 약 0.5~1.0μ㎛, 길이 약 45㎛이며 일반적으로 모발의 모표피는 5~15층이고, 또한 20층인 것도 있으며, 물리적인 자극으로 모표피의 손상, 박리, 탈락 등이 발생되면 모피질에 손상을 주게 되며 분리 상태에 따라 모발의 손상 정도를 측정할 수 있으며, 모표피가 모발전체에 차지하는 비율은 10~15%로서 퍼센테이지가 높으면 높을수록 모발은 단단하고, 투명, 습윤, 광택, 마찰에 대한 강도가 높다.

중간층인 모피질(cortex)은 비교적 두꺼운 보호막을 형성하고 있는 모표피에 의해 둘러싸여 있으며, 모발섬유의 대부분을 차지하고 있고, 피질세포(cortical cell)와 세포간 결합물질(ground substance)로 구성되어 있으며, 각화된 keratin질의 피질세포가 모발의 길이 방향으로 비교적 규칙적으로 나열된 세포집단으로서 모발의 대부분인 85~90%를 차지하고 있다.

피질세포는 중앙에 핵의 잔유물이 있고 이는 세포 중심부근의 작은 섬세한 공간으로서 섬유다발이 모여 전체가 조금 비틀려 있고, 세포막(unit membrane)은 거의 소멸되어 세포와 세포 사이는 섬유상 keratin(간충물질)으로 서로 강하게 연결되어 있으나 횡방향은 유연한 keratin으로 되어 있지 않으므로 모발을 횡으로 절단하기 어렵고 종으로는 비교적 분열이 쉽게 되며, 또한 모피질은 과립상의 멜라닌 색소를 함유하고 물과 쉽게 친화하는 친수성으로 약제의 작용을 쉽게 받기 때문에 permanent wave, hair coloring 등과 가장 관련성을 갖는 부분으로서 탄력, 강도, 감촉, 질감, 색상(melanin 색소 함량에 따라)을 좌우하며 모발의 성질을 나타내는 가장 중요한 부분이다.

가장 중앙부위인 제3형 형태인 모수질(medulla)은 모발의 중심부위, 내부에 벌집모양을 한 여러 개의 공포(空砲)가 있으며 그 속에는 공기가 들어 있고 공기의 양이 많으면 많을수록 모발에 광택을 주며 이는 대개 굵은 모발(경모)에만 존재한다.

모발 단백질의 팽윤 모발은 케라틴이라는 단백질로 구성되어 있으며, 이 케라틴이라는 단백질은 한쪽 방향으로 겹겹히 쌓이는 형태를 이루며 성장을 하고 성장기에 있는 모발 구조는 모축에 따라 3개의 상이한 영역으로 나뉘어질수 있는바, 모구(毛球)와 그 주변은 생합성(生合成) 및 조직화가 이루어지는 부분과 제2의 영역으로 keratin화 영역으로서 disulfide bond 가교 형성에 의해 모발구조가 안정화되어 있는 부분과 제3의 영역은 모발이 피부에서 나와 영구모의 영역으로 탈수상태의 각화 세포와 세포간충물로 구분될 수 있다.

이미 인체에서 분리된 죽은 인모(死人毛)는 단백질 구조의 재생 및 손상회복능력이 없어서 Permanent 시에는 pH가 낮은 펌(Permanent)제를 사용해야 하는바, 모발의 질감(Textrue)은 모발 지름과 관계되며, 개인마다 다르고 영양 상태나 신체의 건강 상태, 모발 주인의 나이에 따라 다르며, 굵은 모발, 중간 모발, 가는 모발 등으로 구분되며, 일반적으로 모발이 가늘수록 염색이나 펌(Permanent)이 빨리 나오고, 모발의 탄력성(Elasticity)은 모발이 끊어지지 않을 정도까지 잡아당겼다가 원래대로 다시 돌아가는 성질로서 탄력성이 좋은 건조한 모발은 정상적으로 늘어뜨렸을 때 원래의 길이에 약 20%까지 늘어나며, 물에 젖은 상태에서는 약 40~50%까지 늘어날 수 있다.

예를 들어 간단한 시험 방법으로서, 한 가닥의 머리카락을 엄지와 검지에 끼워놓고 다른 손의 엄지와 검지를 이용해 미끄러뜨린 후 머리카락의 상태를 볼 때 머리카락이 선형으로 말려지는 현상을 볼 수 있는데 이 나선형의 수가 많을수록 탄력성이 크다고 보며, 탄력성이 큰 모발을 건강모라고 할 수 있다.

모발의 강도(Intensity)는 모발을 당겼을 때 끊어지지 않고 견디는 힘을 말하며, 모발은 경 단백질로 구성되어 있어 한 가닥의 모발은 가늘고 약한 것 같지만 시험기에 의하여 측정해 본 결과 모발 한 가닥이 끊어지는데 필요한 힘은 약 150g 정도이다.(모발의 굵기에 따라서도 다름)

모발의 다공성(Porosity)은 모발이 수분을 흡수하는 힘을 말하며, 염색이나 탈색, 펌. 등의 화학처리로 인해 생기는데, 모발 속을 채우고 있는 단백질이 소실되어 모발 조직 중에 빈 공간이 많아짐으로써 수분의 흡수도 빠르고 반대로 건조도 빨라진다.

모표피의 상태에 따라 다공성을 결정짓는데 건강한 모발일 경우 모표피가 규칙적으로 겹쳐져 있기 때문에 염색제나 펌제를 과다하게 흡수하지 않으나, 손상모의 경우 모표피가 열려있어 염색제나 펌제를 과다하게 흡수하여 염색이나 펌이 단시간에 형성되지만, 과다한 화학제의 흡수로 인해 모발은 심하게 손상된다.

모발의 수분성(Moisture)은 공기 중의 습도가 높으면 수분을 흡수하고 외기가 건조하면 수분을 빼앗기게 되는 성질로서, 모발과 열과의 관계는 일반적으로 모발은 70℃의 열을 받으면 모발의 구조에 변화가 오고 100℃일 때 모발성질에 변화가 오며, 130℃에 이르면 머리카락이 타기 시작하고, 190℃에 이르면 머리카락이 연소하기 시작하므로 매직 펌의 경우에는 120℃이하에서 매직 처리를 하여야 한다.

따라서 펌에 주요한 요인으로 작용하는 모발의 특성을 감안하면, 건강한 모발의 pH는 5.0~6.5 전후의 약산성으로 되어 있어 펌(Permanent)제가 약산성 정도에서는 모발에 손상을 일으키지 않으나, pH가 10 이상이 되면 알칼리성으로서 모발이 심하게 팽윤/연화되어 모발 모표피층에 쉽게 침투되어 모발 손상을 일으키게 되고 이는 강산성의 경우에도 심한 모발 손상을 초래하게 된다.

종래에는 인모(人毛)로 제공되는 가발용 펌 용제는 별도의 가발용으로 생산된바 없으며, 기존의 이욕식(two-step)이 그대로 적용되어 왔는바 이것의 주성분은 암모니움티오글라이콜레이트와 암모니아수 등의 알카리제로 구성된 제1용제인 환원용액과 과산화물 또는 브롬산나트륨 등을 주성분으로 하는 제2용제인 산화용액(일명 : 중화제)으로 이루어져 사용되어 왔다.

한편, 최근에 일욕식 펌제에 대하여 본원 발명인에 의해서 세계 최초로 발명되어 1991년11월에 출원하여 등록된(특허등록 제134755호) 이후 일욕식 펌제가 상품화되었고, 여러 가지 후속 특허가 출원/등록되었는데, 예를들면, 칼륨티오시아나이드(KSCN), 나트륨티오시아나이드(NaSCN) 외에 적혈염 [K3[Fe(CN)6], 황혈염 [K4[Fe(CN)6], 시스테인 유도체와 다양한 알칼리제를 비롯하여 원적외선과 음이온 등의 기능성을 추가하도록 발명하여 펌의 품상을 개선하기 위하여 많은 노력을 기울여왔으나, 모발의 컬 강도, 손상, 잔존냄새 등의 문제점을 완벽하게 해결하는데는 미흡함이 있었다.

또 다른 등록특허 제 633107호 특허에서는 pH, 알칼리도, 티오글라이세롤의 농도를 조절하며 음이온을 발생시키는 물질을 첨가하여 일욕식 퍼어머넨트 웨이브 및 스트레이트너 용제를 제공하여 모발 손상을 억제하고 컬의 형성 및 유지능력을 향상시켜 모발의 윤기를 지속시키기 위한 수단으로 환원제 6.0∼12.0중량%, 알칼리제 1∼12중량%, 반응촉매제 0.1∼5중량%, 알콜 5∼20중량%, 장석 0.1∼5중량% 및 증점제 1∼5중량%를 함유하며 잔량은 증류수로 적용하여 pH는 8.5∼9.5로 조정된 일욕식 퍼어머넨트 웨이브 및 스트레이트너 조성물이 개시되어 있다.

그러나, 종래의 일욕식 펌제는 살아있는 생인모(生人毛)에 적용되는 경우로 중점적으로 개발되어 적용되어 왔으나, 다양한 복합 사인모(死人毛)가 적용되는 가발에 응용하는데 한계가 있어왔다.

즉, 이들 종래의 일욕식 또는 기존의 이욕식 펌 용제는 다음과 같은 몇 가지 문제점을 가지고 있는바, 첫째 이미 인체에서 분리된 죽은 인모(死人毛)는 단백질 구조의 재생 및 손상회복 능력이 없어서 강한 알카리성의 환원제와 강산화제의 반복 사용에 따라 모발을 탈색시키거나 거칠게 손상시켜 가발의 품질을 저하시키는 요인이 되며, 둘째 암모늄티오글라이콜레이트와 암모니아수의 냄새가 역겨우며 또 인모 가발을 펌 처리후 세발(洗髮) 후에도 장기간 동안 냄새가 잔존하여 소비자로부터 불쾌감을 주는 문제점이 있었고, 셋째 중화제 처리 때문에 2번 작업을 반복해야 하는 불편함으로 작업성과 생산성이 떨어지고 제품의 원가가 상승되는 요인이 있었으며, 넷째 건강모, 손상모, 두꺼운모 가는모, 어린모 노인모, 모공에서 빠진모, 절단된모 등의 다양한 사람들의 복합 모발로 이루어져 있어서 균일한 물성의 제품을 생산하기 어려운 등의 제반 문제점을 갖고 있었다.

상기 종래의 이욕식 펌 용제와 일욕식 펌 용제의 반응메카니즘을 간단히 비교 설명하면 다음과 같다.

우선, 이욕식 퍼어머넨트 용제는 일반적으로 모발의 구성요소인 케라틴(Keratine)에 함유된 시스틴(Cystine)의 황결합(R-S-S-R)이 수소첨가 환원 반응에 의해 끊어지고(R-S-H, H-S-R) 그 상태에서 모발이 컬로 변형된 상태에서 산화제에 의해 재결합, 즉

R-S-H + H-S-R + O₂ ----→ R-S-S-R + H₂O

로 되어 모발의 컬이 고정되는 것이다.

그리고, 기존의 퍼어머넨트 웨이브 용제가 3.5 이상의 알카리도(즉, 관련된 알칼리 1㎖를 중화시키는데 필요한 0.1N-HCl의 ㎖수로 표시한 수)를 나타낼 정도의 과량의 알카리(탄산 알칼리, 가성 알칼리, 암모니아수)를 함유하는 제1용제로 이루어져 있으므로, 모발을 제1용제로 도포한 경우에는 시안화물(예를 들어 칼륨시안화물)이 즉시 생성되고 시안화물은 시스틴의 황결합(-S-S-)을 끊는 작용을 한다.

좀더 구체적으로 설명하면, 시스틴(R-S-S-R, R은 케라틴을 표시함)과 칼륨시안화물(KCN) 사이의 반응은 하기 반응식(ⅰ) 및 (ⅱ)로서 나타낸 바와 같이 2단계로 일어난다.

R-S-S-R + KCN ⇔ R-S-CN + K-S-R ……… (ⅰ)

R-S-CN + K-S-R ⇔ R-S-R K-S-CN ……… (ⅱ)

상기에서 나타낸 바와 같이, 란티오닌(lanthionine) R-S-R 및 칼륨티오시안화물은 상기 반응에 의해 생성된다(참조 : Chemical and Physical Behavior of Human Hair", C.R.Robbins. Page 56, 1982년 Fragrance Jounal에서 간행).

그리고 나서 하기 화학식으로 나타낸 바와 같이 티오시안(-SCN)은 제2용제를 사용하는 경우에 이것은 주성분인 산화제 브롬산 알칼리에 의해 산화되며 제2 용제를 사용하지 않는 경우에도 퍼어머넨트 웨이브 용제의 폐액 중의 부산물인 청산염(철 시안화물)에 의해 산화반응 결과 시안화물이 형성된다.

-SCN + O₂ → -CN + SO₂ ……… (ⅲ)

시안화물은 널리 공지된 바와 같이, 모발 중의 철과 반응하여 헥사시아노 제1철 화합물(청색 청산염) 또는 헥사시아노 제2철 화합물(적색 청산염)을 생성하므로 본원은 퍼어머넨트 용제에서 KSCN 성분을 인위적으로 첨가하여 다음의 반응을 유도시키고자 하는 것이다.

R-S-S-R + KSCN ⇔ R-S-K + CN-S-S-R

즉, 본원은 상기에서와 같이 화학평형의 유도에 의해 란티오닌(lanthionine) R-S-R은 생성되지 않거나 또는 생성량이 급격히 떨어지게 되고, 잔류하는 KSCN은 수세에 의해 제거됨으로써 화학평형의 이동으로 재결합된 R-S-S-R이 많아지며 안정화되므로 물에 대한 용해도가 빠르고 높은 KSCN이 모발에 거의 잔존할 수 없게 되므로 2차적인 문제점을 야기시키지 않도록 적용하는 것이 바람직하다.

본원은 가발용 펌 용제로 원적외선 방사 기능과 음이온 방출 기능이 우수한 기능성 여액를 얻어 이용하고자 하는 기술사상으로, 맥반석(麥飯石, barley stone)과, 일라이트-운모(illite-mica)와 토르마린(tourmaline)이 특정 비율로 혼합된 천연광물 분말을 미립도로 분쇄하여 미세 혼합분말을 얻는 단계와 유기산과 분산제 또는 계면활성제가 혼합된 분산용액을 얻는 단계와 상기 분산용액에 혼합분말을 적정범위로 넣고 교반 및 용해한 뒤 여과하여 원적외선 및 음이온 활성을 갖는 기능성 여액을 얻고, 상기 펌제 용해수에 펌제 원료를 용해시켜 이용하므로 가발용 인모의 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로부터 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 모발의 특성을 균일한 특성으로 영구적으로 변화시키는 방법을 제공하고자 목적을 갖는 발명이다.

또한, 본원은 상기 기술수단을 통하여 가발 생산의 작업성과 생산성을 크게 향상시키고 궁극적으로 가발 생산의 원가를 절감시키고, 고품질의 가발을 생산하기 위한 목적을 갖는 발명이다.

본원 발명자가 인식하는 바와 같이 원적외선 또는 음이온 특성을 펌제 기능에 도움을 주도록 적용하고자 하는 구성을 도모한 것은 발명특허등록 제0695198호 와 제0633107호에도 나타나 있고, 또한 한국환경과학회지 제9권(제5호) 423-428, 2000년,에 발표된 논문 “수돗물과 원적외선 기능수의 수질 특성의 비교”에서는 수소결합에 의한 물 분자 클러스터(Cluster)가 작고, 물 분자의 운동이 매우 활발하여 인체에서의 흡수율은 물론 반응수로서도 그 활성이 우수함을 입증하고 있다.

음이온은 전기를 띤 눈에 보이지 않는 미립자 중 (-)전기를 띤 것을 의미하는 것으로 호흡을 통해 체내에 유입된 음이온은 혈액 속에 녹아 있는 플러스로 대전한 수소이온을 중화시켜 혈액을 알칼리화시킴으로써 혈액을 정화하고 혈액순환을 촉진시킬 뿐만 아니라 혈액 중 음이온이 늘어나게 되면 세포는 전기적 물질교류가 촉진된 세포막을 통해 인체에 필요한 포도당이나 비타민(특허, 항산화비타민), 미네랄 등 영양소의 흡수율을 상승시키며 활성화된 ATP의 작용으로 체내 노폐물과 독소를 체외로 배출시키며, 이러한 음이온의 증가는 신진대사를 왕성하게 하며 혈액 중 미네랄의 일종인 칼슘의 증가로 이어져, 근육, 특히 심근의 흥분성을 높여 심장을 한층 더 건강하게 한다고 알려져 있고, 특히, 토르말린(Tourmaline)은 지구상에 존재하는 광물 중에서 유일하게 영구적인 전기 특성을 가지고 있으며, 음이온을 발생시키는 전기석으로 잘 알려져 있으며, 희망을 상징하는 토르말린의 효능도 역시, 성인병예방, 변비, 치질개선, 혈전분해, 노화방지, 피로회복, 면역강화, 알카리화, 질병치료, 숙면, 탈취, 살균, 항균, 중금속제거, 제습, 공기정화 등의 효과가 있는 것으로 잘 알려져 있다.

이러한 원적외선과 음이온의 특성을 모발의 구조를 영구적으로 변환시키는데 환원제 등의 화학적인 펌 효과와 더블어 기능을 활성화하고 극대화하기 위하여 두 가지 기능을 복합적으로 구성하고, 나아가서 종전에 비하여 펌제에 특성과 부합되며, 트러블이 없으며, 효율적이고, 고 기능적인 방법을 찾아 수많은 시행오차과정을 거치는 실험을 통하여 본 발명을 이루게 되었다.

종래의 기술에서 환원제를 비롯한 화학적 첨가제의 사용에 있어서, 최초의 칼륨티오시아네이트 또는 나트륨티오시아네이트를 이용한 일욕식 펌제인 대한민국 특허 제134755호에서는 티오글라이세롤 1.0∼4.5중량%, 암모니아수(28%) 0.2∼3.5중량%, 키일레이팅제 0.01∼1.0중량%, 가성소다 또는 가성칼륨 0.05∼2.0중량%, 탄산나트륨 또는 탄산칼슘 0.3∼2.0중량%, 칼륨티오시아네이트 또는 나트륨티오시아네이트 0.1∼7.0중량%, 암모늄설페이트 0.01∼0.5중량%, 시트릭산 또는 타르타르산 0.1∼2.0중량%, 에탄올 또는 이소프로판올 0.5∼6.0중량%, 에탄올아민(모노.디.트리) 0.03∼1.0중량%, 잔량은 증류수로 구성됨을 특징으로 하는 일욕식 퍼어머넨트 웨이브 용제를 개시하고 있으며, 또한, 대한민국 특허출원 제2002-3088호 및 제2002-3089호는 환원제 1.0~5.5중량%, 알칼리제 0.1~9.5중량%, 반응촉매 0.1~7.0중량%, 알콜 1.0~15.0중량%, 잔량은 증류수 또는 이온교환수이며, 용제의 알카리도는 1.0∼4.6(검체 1mL에 대한 0.01N 염산의 소비량)이며, pH는 9.6이하로 조성된 일욕식 퍼어머넨트 웨이브 및 스트레이트 용제를 개시하고 있다.

그러나, 상기 펌 용제는 인모 가발의 펌에 사용할 경우, 복합 사인모로 이루어진 가발의 특성상 균일한 웨이브(컬) 또는 스트레이트의 제품을 생산할 수가 없었고, 세발 후 웨이브(컬이) 또는 스트레이트가 불균일한 형태로 풀리는 등 균일한 유지력이 떨어지는 문제점, 복합인모인 관계로 일부 모발의 끝 부분이 갈라지고 끊어지는 등의 손상이 심하고, 잔류 냄새가 나는 문제점을 여전히 가지고 있었다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 수많은 연구를 거듭한 결과 가발용 인모의 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 모발의 특성을 균일한 물성으로 영구적으로 변화시키고, 가발의 펌 작업에 소요되는 시간을 50%까지 단축시킴으로서 가발 생산의 작업성과 생산성을 크게 향상시켜 가발 생산의 원가를 절감시키고, 고품질의 가발을 생산할 수 있는 수단을 아래의 방법으로 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

즉, 본원은 가발을 구성하는 인모의 다양한 특성을 균일한 물성으로 변환시키는 펌제의 이용방법으로, 맥반석(麥飯石, barley stone) 75~94중량부, 일라이트-운모(illite-mica) 5~15중량부, 토르마린(tourmaline)1~10중량부 비율로 혼합된 천연광물 분말을 300~500메쉬(Mesh) 이상으로 분쇄하여 미세 혼합분말을 얻는 제1단계와 젖산, 구연산, 주석산, 초산, 사과산, 호박산 중에서 선택되는 유기산 5~15wt% 용액 5~15 중량부와 분산제 또는 계면활성제가 0.1~1wt% 범위로 희석된 분산용액 85~95 중량부가 혼합된 분산용액을 얻는 제2단계와 상기 제2단계에서 얻은 분산용액 80~95중량부에 제1단계에서 얻은 혼합분말 5~20중량부를 넣고 교반 및 용해한 뒤 여과하여 기능성여액을 취하는 제3단계와 상기 제3단계에서 얻은 기능성여액의 pH를 7.0±0.5 범위로 조정하여 기능성 펌제용해수를 얻는 제4단계와 상기 제4단계에서 얻은 기능성 펌제용해수에 펌제를 용해시켜 이용하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 공정을 통하여 본원의 목적을 달성할 수 있다.

상기 제5단계에서 펌제에 적용하는 구체적 수단으로 환원제로서 2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol) 1~6wt%를 함유한 펌제가 용해되어 사용되거나 또는 환원제로서 소디움티오설페이트(Sodium thiosulfate -5-Hydrate) 0.1~5.0wt%를 함유한 펌제가 용해되어 사용되는 수단으로 본원의 목적을 달성할 수 있으며, 상기 제3단계에서 얻은 기능성여액의 pH를 조절할 때 구연산이나 구연산나트륨 또는 탄산나트륨 중에서 선택되는 원료화합물을 이용하여 pH를 조절하는 방법으로 적용될 수 있다.

본 발명은 가발용 인모의 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 모발의 특성을 균일한 특성으로 영구적으로 변화시키고, 가발 생산의 작업성과 생산성을 크게 향상시켜 가발 생산의 원가를 절감시키고, 고품질의 가발을 생산을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1 : 가발의 매직펌 처리공정 비교도.
도 2 : 본원의 기술사상으로 제공되는 펌제의 처리 전, 후 모발 사진도.

이하, 본 발명에 따른 가발용 펌 용제를 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 가발용 펌 용제는 원적외선 방사 기능과 음이온 방출 기능이 우수한 기능활성수 제조 방법을 새로이 발명하여 펌제의 제조에 기능활성수를 사용하고, 환원제로서 2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol, Thioglycol, C2H6OS, 분자량=78.13, CAS No. 60-24-2)과 소디움티오설페이트(Sodium thiosulfate-5-Hydrate, Na2S2O35H2O, 분자량=247.17)를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본원에서 기능활성수를 얻기 위한 수단으로 맥반석(麥飯石, barley stone) 75~94중량부, 일라이트-운모(illite-mica) 5~15중량부, 토르마린(tourmaline)1~10중량부 비율로 혼합된 천연광물 분말을 300~500메쉬(Mesh) 이상으로 분쇄하여 미세 혼합분말을 얻는 제1단계와 젖산, 구연산, 주석산, 초산, 사과산, 호박산 중에서 선택되는 유기산 5~15wt% 용액 (5~15 중량부)와 분산제 또는 계면활성제가 0.1~1wt% 범위로 희석된 분산용액 (85~95 중량부)가 혼합된 분산용액을 얻고, 지르코니아비드(지름, 0.5mm)와 함께 60℃에서 12시간 교반한 후, 여과지(No 1)로 여과하여 여액을 취하고, 그 용액에 탄산나트륨(Na₂CO₃) 또는 유기산을 첨가하여 pH를 7.0에 조정하여 제조된 원적외선 및 음이온 방출 기능수로서 펌제 제조에 사용되는 기능활성수의 일부로 준비한다.

본원에서 분산효율을 높이기 위해 분산제로 상품명, Triton X-100, 미국 Rhom & hars사 제품 0.5% 수용액을 이용하거나 또는 계면활성제로 나프탈렌설폰산나트륨-포르말린 축합물, 알킬나프탈렌설폰산나트륨-포르말린축합물, 페놀설폰산나트륨과 나프톨설폰산나트륨의 포르말린 축합물, 알킬디페닐에테르디설폰산나트륨, 리그린설폰산나트륨, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알릴에테르, 폴리아크릴산나트륨, 올레핀-말레인산나트륨공중합체, 축합인산염, 알킬벤제설폰산염, 알킬벤젠나프탈렌설폰산염, 디옥틸설폰말레인산나트륨, 스타이렌-무수말레인산 공중합체의 부분 이미드화물, 스타이렌-무수말레인산 공중합체의 부분 에스테르화물, 지방산아미드, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬아민초산염, 알킬아민지방산염, 알킬이미다졸린, 글리콜에테르, 에톡시디글리콜, 폴리에스틸렌 글리콜, 부톡시 아세트산나트륨, n-프로필글리신나트륨, 알킬황산나트륨, 알킬술폰산나트륨, 알킬글리콜황산나트륨, 부톡시에틸황산나트륨, 알킬에탄올아민황산나트륨, 디프로필아민술폰산나트륨, 디알킬술포숙신나트륨, 테트랄린술폰산나트륨, 알킬페놀 유도체 중에서 선택되어지는 계면활성제가 사용될 수 있다.

또한 본원에서 광물 혼합분말을 통상 무기산이나 강알카리로 용해하지 않고 젖산, 구연산, 주석산, 초산, 사과산, 호박산 중에서 선택되는 유기산으로 용해하고, 중화제로 탄산 나트륨으로 중화하여 pH를 조절하여 사용하는 것이 바람직한바, 이는 통상 무기산이나 강알카리로 용해하고 상호 반대 알카리 또는 무기산으로 중화할 경우 지나치게 무기염이 다량 존재함에 따라 모발에 대한 펌제의 기능이 현저히 떨어지는 문제점을 해결할 수 있다.

본원의 일 적용예에서 원적외선 방사 에너지와 음이온 방출효과를 얻기 위한 기능활성수를 얻기 위한 실시예는 다음과 같다.

기능활성수 제조 실시예

시료 1 : 맥반석(麥飯石, barley stone) 8.3 kg, 일라이트-운모(illite-mica) 1.0 kg, 토르마린(tourmaline) 0.7 kg을 혼합한 10 kg 천연광물, 시료 2 : 맥반석 8.0 kg, 일라이트-운모 1.2 kg, 토르마린 0.8 kg을 혼합한 10 kg 천연광물, 시료 3 : 맥반석 8.5 kg, 일라이트-운모 0.8 kg, 토르마린(tourmaline) 0.7 kg을 혼합한 10 kg 천연광물 각각을 800~1000℃ 범위로 소성시켜 불순물을 제거하고 상기 시료1, 2, 3 혼합분말 각각을 분쇄하여 350±20 메쉬(mesh) 범위의 미세 분말 9.41, 9.43, 9.42 kg을 각각 얻고, 구연산(Citric Acid) 9.5% 용액 10ℓ와 계면활성제(상품명, Triton X-100, 미국 Rhom & hars사 제품 0.5% 수용액) 90ℓ를 섞어 분산액 100ℓ를 얻고, 상기 분산액을 3분하여 30ℓ씩 담고 시료 1,2,3 혼합분말 각각을 3.0 kg을 넣고 지르코니아비드(지름, 0.5mm)와 함께 60℃에서 12시간 교반 한 후, 여과지(No 1)로 여과하여 여액을 취하고, 그 용액에 탄산나트륨(Na₂CO₃)을 첨가하여 pH를 7.0에 조정하여 원적외선 및 음이온 방출 기능을 갖는 기능활성수 여액을 얻고 펌제 제조에 사용되는 용해수로 준비하고 상기 용액에 대하여 하기와 같이 원적외선 방사 시험 및 음이온 시험을 실시하였다.

1. 원적외선시험

1) 시험방법 : KICM-FT-IR-Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정 결과임.

2) 방사율(5-20㎛) : 용해 전 분말의 원적외선 방사율 / 0.928

3) 방사에너지(W/㎡)/40℃ : 용해 전 분말의 원적외선 방사에너지 / 3.74×10² :

시료 1 : 3.54×10²(W/㎡)/40℃

시료 2 : 3.48×10²(W/㎡)/40℃

시료 3 : 3.49×10²(W/㎡)/40℃

시료 3개의 평균값 : 3.50×10²(W/㎡)/40℃

2. 음이온시험

1) 시험방법 : 비이커에 용액을 채우고, 수면 위에 측정기를 대어서 측정.

2) 측정기기 : COM-3010 PRO ION TESTER (일본 COM SYSTEM 社 제품)

3) 측정결과(이온수) : 용해 전 분말의 방출 음이온 수 : 30,000개/cc

시료 1 : 1,095개/cc

시료 2 : 1,240개/cc

시료 3 : 1,109개/cc

시료 3개의 평균값 : 1,148개/cc

다음으로 본원 발명자는 상기 기능활성수를 펌제의 용해수로 적용하여 펌제를 얻고자 다양한 변형 범위로 펌제를 얻고자 실험을 실시하였으며, 아래의 조성범위로 발명자가 원하는 물성 제품을 얻을 수 있었다.

펌제의 제조 적용예

HPMC(평균분자량 40,000) 0.2내지 1.0중량％,

모노에탄올아민(Monoethanolamine) 0.5내지 5.0중량％,

글리세린(Glycerol) 1.0내지 10.0중량％,

2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol) 2.0내지 6.0중량％,

소디움티오설페이트(Sodium Thiosulfate) 0.5내지 5.0중량％,

포타시움 티오시아나이드(Potassium Thiocyanide) 0.1내지 2.0중량％,

암모니움설페이트(Ammonium Sulfate) 0.05내지 0.5중량％,

이디티에 2Na(EDTA 2Na)(*3) 0.1내지 0.5중량％,

에탄올(Ethyl alcohol) 1.0내지 10.0중량％,

잔량은 원적외선 방사 및 음이온 방출 기능활성수를 가하여 100중량％로 하며, 배합순서는 기능활성수를 먼저 교반기가 장착된 반응조에 준비하고, 나머지원료는 위의 나열된 순서로 용해하면서 차례대로 첨가하여 제조하였다.

상기의 조성의 변동비율로 제조된 퍼어머넨트 용액은 약 PH 9.2 내지 9.8의 범위를 나타내는 결과로부터 일반 펌제나 매직 펌제 양쪽 모두의 형태에 적용 가능한바, 일반 펌은 상온 또는 60℃ 정도의 중온에서 롯드 또는 롤에 의한 펌을 말하며 매직은 160℃ 정도의 고온에서 매직기를 이용하여 스트레이트 펌을 실시하는 양쪽 일반 펌제나 매직 펌제의 모두에 적용할 수 있으며, 예를 들면 식약청 기준에 서 제시하는 적절한 pH(9.4-9.6) 범위로 조절하기 위해 구연산 또는 탄산나트륨을 이용하여 pH를 조정하여 사용될 수 있으며, 참고로 한국의 식약청에서 권장되는 펌제의 품질 기준은 아래의 표 1과 같다.

	식약청 기준 / 일욕식	일반용 펌	매직 펌
1	pH(25℃)	9.4-9.6	4.5-9.6
2	환원성물질 함량(%)	3.1-3.3	2.0-7.0
3	알칼리도	4.4-4.6	7.0이하
	※ 알칼리도 : 검체 1mL에 대한 0.01N 염산의 소비량

본원의 기술사상이 적용되어 기능성 펌제를 얻기 위한 제조실시예 1

HPMC(Hydoxy Propyl Methyl Cellurose)(평균분자량 40,000) 1.0중량％,

모노에탄올아민 2.0중량％,

글리세린 9.0중량％,

2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol) 6.0중량％

소디움티오설페이트 0.5중량％,

포타시움 티오시아나이드 1.5중량％,

암모니움설페이트 0.5중량％,

EDTA 2Na 0.5중량％,

에탄올 10.0중량％,

잔량(기능활성수) 69.0중량%

교반기가 장착된 반응조에 기능활성수 69.0중량％를 넣고, 교반하면서 첨가제들을 위의 배합비의 나열된 순서로 용해하면서 차례대로 첨가하여 제조하였으며, 상기 조성으로 제조된 퍼어머넨트 용액은 PH/9.4, 환원성물질/5.2. 알칼리도/4.6을 나타내는 결과를 확인하였다.

기능성 펌제 제조실시예 2

HPMC(Hydoxy Propyl Methyl Cellurose)(평균분자량 40,000) 0.6중량％,

모노에탄올아민 2.5중량％,

글리세린 4.0중량％,

2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol) 2.0중량％

소디움티오설페이트 5.0중량％,

포타시움 티오시아나이드 0.4중량％,

암모니움설페이트 0.1중량％,

EDTA 2Na 0.4중량％,

에탄올 3.0중량％,

잔량(기능활성수) 82.0중량%

교반기가 장착된 반응조에 기능활성수 82.0중량％를 넣고 교반하면서 첨가제들을 위의 배합비의 나열된 순서로 용해하면서 차례대로 첨가하여 제조하였으며 상기 조성으로 제조된 퍼어머넨트 용액은 PH/9.5, 환원성물질/5.6. 알칼리도/5.2를 나타내는 결과를 확인하였다.

기능성 펌제 제조실시예 3

HPMC(Hydoxy Propyl Methyl Cellurose)(평균분자량 40,000) 0.2중량％,

모노에탄올아민 5.0중량％,

글리세린 2.0중량％,

2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol) 4.0중량％

소디움티오설페이트 3.0중량％,

포타시움 티오시아나이드 0.2중량％,

암모니움설페이트 0.1중량％,

EDTA 2Na 0.2중량％,

에탄올 3.0중량％,

잔량(기능활성수) 82.3중량%

교반기가 장착된 반응조에 기능활성수 82.3중량％를 넣고 교반하면서 첨가제들을 위의 배합비의 나열된 순서로 용해하면서 차례대로 첨가하여 제조하였으며, 상기 조성으로 제조된 퍼어머넨트 용액은 PH/9.6, 환원성물질/5.6. 알칼리도/6.5 을 나타내는 결과를 확인할 수 있었다.

일반적으로 가발의 매직 펌 처리에 적용되는 실시양태의 처리공정을 도 1에제시하여 일욕식 매직 펌 처리공정과 이욕식 매직 펌 처리공정도를 비교하였다.

도 1의 자료에서 확인할 수 있듯이 일반 매직 펌 처리에서 이욕식 매직 펌 처리공정을 따르는 경우 인모세팅(1), 전처리(2), 펌제코팅(3), 수세(4), 건조(5), 매직작업(6), 중화제코팅(7), 수세(8), 건조(9), 매직작업(10), 후처리(11), 마무리(12)까지 12단계를 거치며 소요시간이 약 80분 정도가 소요되나 일욕식 매직 펌 처리공정을 따르는 경우 인모세팅(1), 전처리(2), 펌제코팅(3), 수세(4), 건조(5), 매직작업(6), 후처리(7), 마무리(8)까지 8단계 공정으로 소요시간을 약 45분 정도에 완료할 수 있는 장점이 있음을 나타내고 있다.

본원의 본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 펌제는 2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol)과 소디움티오설페이트에 의한 모발의 시스틴 구조의 환원과 산화 작용에 의해 모발이 퍼마넨트화 되고, 그 과정 중에 음이온 및 원적외선 기능에 의한 효과에 근거하여 손상을 방지하고, 균일한 물성으로 변환된 퍼마넨트(permanent)의 기능을 갖도록 작용하여 가발용 모발에 손상이 적고, 사용 후 잔존 냄새가 없으며, 다양한 사람의 인모로부터 이루어진 가발의 특성에 따르는 다양한 모발의 특성을 균일한 특성으로 영구적으로 변화시키는 방법을 제공하는 효과를 가지며 펌 작업에 소요되는 시간을 약 50분 이내에 완료할 수 있는 처리공정 단축 효과를 제공한다.

도 2에서는 본원의 일욕식 펌제 처리를 실시하기 전, 후의 모발사진을 모델명 : The Leader of Image System INS-D-345(SOMETECH사)현미경을 이용하여 촬영 배율 160배로 촬영한 모발사진을 나타낸 것으로, 도 2a 및 도 2b에 제시된 사진은 본원의 일욕식 펌제 처리를 실시하기 전의 수집된 복합의 자연 인모 상태의 모발임을 나타내고 있는 사진도이고, 도 2c 및 도 2d에 제시된 사진은 본원의 일욕식 펌제 처리를 실시한 후 균일한 물성으로 변환된 퍼마넨트(permanent) 처리된 상태의 모발임을 나타내고 있는 사진도를 나타낸 것이다.

상기 사진도를 통하여 도 2a 및 도 2b에 제시되는 사진은 수집된 복합의 자연 인모들의 찌그러지고, 변형되고, 손상된 자연 인모의 현상을 나타내는 사진 상태도를 확인할 수 있으나, 도 2c 및 도 2d에 제시되는 사진은 수집된 복합의 자연 인모들의 찌그러지고, 변형되고, 손상된 자연 인모 상태를 개선시켜 깨끗하고, 균일한 물성으로 변환된 퍼마넨트(permanent) 처리된 효과를 도모할 수 있음을 확인할 수 있다.

본원의 기술사상이 적용되어 제조실시예 1, 2, 3을 통하여 얻은 기능성 펌제를 샘플 1, 2, 3으로 표기하여 제시하고, 비교예는 시중에서 판매되는 A사의 이욕식 제품의 내용물만을 샘플 4로 제시하고, 시중의 B사 일욕식 제품의 내용물 만을 샘플 5로 제시하여 전문미용사 10인의 관능평가 실험결과(만점 10점. 불만족 1점 기준)를 평균하여 하기 표 2의 결과를 얻고 본원의 기술사상이 적용되어 제공된 제품의 우수성을 확인할 수 있었다.

구 분	샘플 1	샘플 2	샘플 3	샘플 4	샘플 5
머리결의 윤택도	9.2	9.1	9.0	6.2	7.8
컬의 강도	8.7	8.5	8.9	7.2	7.3
세발후 컬의 강도	8.8	9.0	8.7	6.5	7.2
세발 후 냄새	9.4	9.3	9.4	7.2	7.1
탈 색 유무	9.2	9.1	9.0	8.7	7.9

상기의 표 2에 제시되는 실험결과로부터 본원의 기술사상이 적용되어 기능활성수를 얻고, 상기 기능활성수의 pH를 7.0±0.5 범위로 조정하여 펌제 용해수를 얻으며, 펌제용해수에 다양한 조성의 펌제로 적용하는 샘플 1, 2, 3 제품의 물성이 현재 시중에 유통되고 있는 펌제 제품보다 우수한 물성과 펌제 트리트먼트 효과를 제시하는 결과를 확인하고 특허출원에 이르게 되었다.

본원에서 제시되는 도 1은 가발의 매직 펌 처리에서 일욕식과 이욕식의 처리공정을 비교한 예시도로서 별도의 부호설명이 필요없는 것이고, 도 2는 본원의 기술사상으로 제공되는 펌제의 처리 전, 후 모발 사진도를 나타낸 것으로 이 역시도 별도의 부호설명이 필요 없으므로 부호설명은 생략된다.

Claims

가발을 구성하는 인모의 다양한 특성을 균일한 물성으로 변환시키기 위한 펌제의 이용방법에 있어서,
맥반석(麥飯石, barley stone) 75~94중량부, 일라이트-운모(illite-mica) 5~15중량부, 토르마린(tourmaline) 1~10중량부 비율로 혼합된 천연광물 분말을 300~500메쉬(Mesh) 이상으로 분쇄하여 미세 혼합분말을 얻는 제1단계;
젖산, 구연산, 주석산, 초산, 사과산, 호박산 중에서 선택되는 유기산의 1~15wt% 수용액 5~15 중량부와 계면활성제가 0.1~3 wt% 범위로 희석된 분산용액 85~95 중량부가 혼합된 조성의 분산용액을 얻는 제2단계;
상기 제2단계에서 얻은 분산용액 80~95중량부에 제1단계에서 얻은 혼합분말 5~20중량부를 넣고 교반 및 용해한 뒤 여과하여 기능활성수를 얻는 제3단계;
상기 제3단계에서 얻은 기능활성수의 pH를 7.0±0.5 범위로 조정하여 펌제 용해수를 얻는 제4단계;
상기 제4단계에서 얻은 펌제용해수에 펌제의 구성성분을 용해시켜 이용하는 제5단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펌제의 이용방법.
제1항에 있어서,
상기 제5단계에서 사용되는 펌제에 환원제로서 2-머르캅토에탄올(2-Mercaptoethanol) 1~6 wt%로 함유되어 사용되는 것을 특징으로 하는 펌제의 이용방법.
제1항에 있어서,
상기 제5단계에서 사용되는 펌제에 환원제로서 소디움티오설페이트(Sodium thiosulfate -5-hydrate) 0.1~5.0 wt%로 함유되어 사용되는 것을 특징으로 하는 펌제의 이용방법.
제1항에 있어서,
상기 제4단계에서 기능활성수의 pH를 조절할 때 구연산, 구연산나트륨, 탄산나트륨 중에서 선택되는 화합물을 이용하여 pH를 조절하는 것을 특징으로 하는 펌제의 이용방법.