KR102338053B1 - 그래핀 산화물을 포함하는 모발 착색 리브온 화장료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그래핀 산화물을 포함하는 모발 착색 리브온 화장료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 산화제 및 염료를 사용하지 않고 그래핀 산화물, 층상형 점토 광물, 및 비이온성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그래핀 산화물을 염모제로 사용함으로 인해 피부 자극이 없고 인체에 무해한 모발 염색이 가능하며, 반복 사용시 효과가 우수하고 염모 지속성도 향상되는 모발 착색 리브온 화장료에 관한 것이다.

Description

그래핀 산화물을 포함하는 모발 착색 리브온 화장료{Hair coloring leave-on cosmetics containing graphene oxide}

본 발명은 그래핀 산화물을 포함하는 모발 착색 리브온 화장료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 산화제 및 염료를 사용하지 않고 그래핀 산화물, 층상형 점토광물, 및 비이온성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

모발은 양모섬유와 마찬가지로 시스틴을 많이 함유하고 있는 섬유상 케라틴 단백질로써, 두부를 보호할 뿐만 아니라 중금속을 체외로 방출하는 기능을 지닌 신체의 일부분이다. 사람들에게는 모발에 변화를 주어 신분을 표시하거나 자신의 미적 표현을 하고자 하는 욕구들이 잠재되어 있다. 특히 노화로 인해 생기는 흰머리 중년 남성들은 물론이고 일반 여성들은 미용의 목적으로 모발을 염색 가공하여 외모를 보다 아름답게 가꾸는데 노력하고 있다.

이러한 모발의 염색은 2000년 이상에 걸쳐 행하여져 왔으며, 각종식물, 광물 혹은 동물로부터 채취된 물질이 염료제로 사용되어 왔다. 그러나, 종래의 모발 염색의 경우, 합성염료를 포함하는 화학염모제를 사용하여 왔으며, 이러한 화학염모제는 그 자체의 독성으로 인해 피부(두피) 화상, 발진, 습진 및 알레르기의 발생 등의 문제점이 있었다. 이 중에서 지금까지 가장 많이 쓰이는 것은 산화성 염료이다.

일반적으로 모발의 색을 변화시키기 위한 염모제는 지속성이 가장 좋은 영구 염모제(산화 염모제)로, 통상 파라페닐렌디아민 등의 방향족 아미노 화합물로 대표되는 산화염료를 포함하는 1제와 2제를 혼합한 혼합액을 모발에 도포함으로써 모발 내부에서 거대 염료분자가 축합 중합되어 염모력이 높고 색의 지속성이 우수한 장점이 있다. 하지만 이는 높은 pH로 인해서 모발의 큐티클 손상을 초래하는 위험성이 따른다. 뿐만 아니라 염색을 하기 위한 시간을 따로 투자해야 하는 번거로움이 따른다.

즉 대다수의 모발 염료 제품은 알칼리성 조건하에 일련의 산화성 염료-형성 화학 반응에 의해 모발 색을 영구적으로 변화시킨다. 또한, 착색제의 반응 개시를 위해 과산화수소 같은 산화제도 필요하게 되는데, 이러한 분자 성분 중 다수는 독성이 있다.

최근에는 그래핀이라는 물질을 이용하여 인체에 무해하며 오래가는 모발 염색제가 개발되었으며, 그래핀 조각은 보통 염색체 분자와 달리 크기가 매우 크고 모공 등 피부로 흡수되지 않아 인체 유해성을 걱정할 필요가 없다는 장점이 있다.

또한 그래핀을 착색제로 쓰는 염료 용액에서, 키토산을 그래핀 모발 염료의 접착력을 개선하기 위하여 분산제로 사용하기도 한다. 키토산은 모발 표면의 핵심 구조 단백질인 케라틴과 아미노 및 하이드록실기를 통해 강하게 결합할 수 있다. 일반적으로 고분자 수용성 키토산은 보습성 및 친화력이 우수하고 특히 양이온성의 고분자로 플러스 이온을 띠고 있기 때문에 이온성을 띠지 않는 다른 고분자에 비해서 점성이 뛰어난 장점이 있다.

따라서 상기와 같은 산화제 및 합성염료를 사용하지 않으면서, 모발을 효과적으로 착색할 수 있고 제형의 장기적인 안정도는 물론이고 여러번 씻어도 염색된 색이 지속적으로 유지할 수 있는 화장료가 요구되고 있다.

국내공개특허 제10-2020-0073260호(공개일 2020.06.23.) 중국공개특허 CN 110200828 A(공개일 2019.09.06.) 중국공개특허 CN 109431855 A(공개일 2019.03.08.) 중국공개특허 CN 111329805 A(공개일 2020.06.26.) 국제공개특허 WO 2019/219471 A1(공개일 2019.11.21.)

Ahmed Elabd and Ali Coskun, ‘Dyeing your hair with graphene’, Chem 4, 661-670, 2018.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 그래핀 산화물을 염모제로 사용함으로 인해 피부 자극이 없고 인체에 무해한 모발 염색이 가능하며, 반복 사용시 효과가 우수하고 염모 지속성도 향상되는 모발 착색 리브온 화장료를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 지속적인 연구를 한 결과, 인체에 무해한 그래핀 산화물을 염모제로 사용하게 되어 인체에 무해하고 피부에 자극이 적고, 모발에 균일한 코팅을 위해서 층상형 점토 광물을 사용하는 경우, 특히 마이카(운모)를 사용하는 경우 그래핀 산화물과 혼용 시 분산이 용이하다는 사실을 알게 되었으며 또한 피막제로 비이온성 고분자를 선택하여 그래핀 산화물과의 정전기적 인력을 억제할 수 있다는 것을 규명함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 모발 착색 리브온 화장료는 (A) 그래핀 산화물, (B) 층상형 점토 광물 및 (C) 비이온성 고분자를 포함한다.

상기 층상형 점토 광물은 마이카이고, 비이온성 고분자는 아크릴레이트 코폴리머인 것을 특징으로 한다.

모발 착색 리브온 화장료의 총 중량에 대해 상기 그래핀 산화물 0.05~2 중량%, 마이카 0.01~2 중량%, 및 아크릴레이트 코폴리머 0.01~2 중량%를 포함한다.

상기 모발 착색 리브온 화장료는 벤질알코올, 에틸렌글리콜, 1.2-헥산디올 및 글리세린을 추가로 포함한다.

상기 화장료를 모발 표면에 빗질, 솔질, 분무, 문지르기, 침지코팅 및 함침 중 어느 하나의 방식으로 적용하고 그 위에 코팅하는 단계를 포함하는 모발 염색방법을 특징으로 한다.

상기 모발 염색방법에 있어서는 코팅된 모발을 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 건조 단계는 열을 가하거나 또는 자외선(UV)에 노출되는 방식 중에서 선택할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 모발 착색 화장료는 유해화학물질을 사용하지 않으므로 피부 자극이 없고 인체에 무해하며 환경오염을 줄일 수 있다.

또한 본 발명은, 모발의 큐티클 층을 고르게 코팅하여 빈번한 염색으로 인한 모발 손상도 최소화할 수 있으며, 코팅 후 유지력도 좋아 세척에 의해 쉽게 떨어지지도 않아서 제형 안정도는 물론이고 10회 정도 씻어도 지속 사용에 따른 염모 효과가 우수하다.

도 1은 본 발명에 사용된 그래핀 산화물 시트의 광학현미경 사진이다.
도 2는 종래 일반 산화형 염모제와 본 발명의 염모제를 적용한 경우의 모발 손상도 비교 사진이다. 아래 그림은 염모 전과 후의 그래핀 산화물의 코팅 여부에 대한 광학현미경 사진이다.
도 3은 종래 일반 산화형 염모제와 본 발명의 염모제로 염색된 모발의 퇴색도 비교 사진이다.
도 4는 피막제 종류에 따른 모발 염색성을 비교한 그림이다.
도 5는 마이카와 아크릴레이트 코폴리머 함량에 따른 염모 효과를 비교한 사진이다.
도 6은 염모 반복횟수에 따른 염모 효과를 비교한 사진이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 중심으로 설명하였음을 밝혀 둔다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 출원에서 사용한 용어도 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 염모제인 그래핀 산화물, 코팅보조제인 층상형 점토 광물, 피막제인 비이온성 고분자를 포함하는 모발 착색 리브온 화장료에 관한 것이다.

본 발명에서 염모제 또는 착색제로 사용되는 그래핀 산화물은, 흑연을 강산과 산화제 등으로 산화시켜 제조하게 되는데, 표면에 존재하는 산소 작용기들의 반응성이 매우 높기 때문에 그 자체로 다른 물질을 산화시킬 수 있는 산화력이 있고, 또한 친수성이어서 물분자가 면과 면사이로 삽입되는 것이 용이하므로, 용매 없이도 물 속에서 제형화될 수 있으며, 모발에 분무하여 갈색 또는 흑색의 다양한 색조를 생성할 수 있다. 이는 머리카락 가닥안으로 색소가 침투하는 것이 아니라 머리카락 바깥에 코팅하는 방식이라는 점이 오랜 연구 결과 밝혀졌으며, 다른 종래의 탄소계 착색제와 비교하여 훨씬 우수한 필름 형성 능력 및 내구성을 갖는다. 또한 전기가 통하는 물질이므로 모발 정전기 발생을 막을 수도 있어서, 새로운 광학적, 전기적, 생화학적 특성을 부여할 수 있는 장점도 많은 물질이다.

화장료에 쓰이는 그래핀 산화물은 복수의 얇은 가요성 시트 형태이고 각 시트는 1 내지 수 개 단층의 그래핀 산화물을 포함할 수 있다. 따라서 시트의 두께는 약 10 nm 미만, 약 5 nm 미만, 약 1 nm 미만, 또는 단층 내지 약 1 nm의 범위일 수 있다.

수용액 상에 고르게 분산되어 있는 얇은 시트형 그래핀 산화물은, 수백나노 굵기를 갖는 모발 표면에 부드럽게 감싸 균일한 코팅체를 이루기 적절하다. 수용액상에 분포되는 그래핀 산화물 시트는 그 색이 투명한 갈색에 가깝지만 모발에 코팅된 후에는 UV에 의하여 검은 색의 그래핀 시트로 환원되게 된다. 도 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 사용된 그래핀 시트는 10~100㎛ 크기를 가지고 있다.

본 발명에 사용되는 그래핀 산화물(GO)의 양은 화장료 조성물 총 중량 기준으로 0.05 내지 2 중량%이고 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%이다. 이는 본 발명에 사용되는 유일한 착색제이자 염모제이고 이외의 어떠한 다른 착색제도 포함하지 않는다. 유일한 착색제인 GO의 양에 따라 화장료 조성물의 염모 효과를 비교해 봤을 때, 0.05 중량% 이상에서 유의미한 염모 효과를 확인할 수 있었다. GO의 농도가 2 중량% 초과일 때는 수용액 내 고른 분산이 어렵고 그 비용이 높아지는 문제점이 있다.

또 본 발명의 코팅보조제로 층상형 점토 광물이 사용된다.

상기 층상형 점토 광물로서는, 스멕타이트(몬모릴로나이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 사포나이트, 철 사포나이트, 소코나이트), 스티븐사이트, 버미큘라이트, 운모족, 취운모족 등의 천연품 또는 합성품으로부터 선택되는 적어도 1종이 예시되지만, 보다 바람직하게는 소립경의 점토 광물이고, 구체적인 예로는 운모(mica, 마이카)가 있다.

이는 수화 알루미늄 필로 규산염에 속하는 광물로서 화학식은 KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂이다. 분쇄방법 및 형태에 따라서는 판상 운모(Sheet Mica), 건식/습식 분쇄 운모(Mica powder), 합성 운모(Synthetic Mica) 등으로 분류된다. 운모는 단사정계에 속하며 한 방향의 완전한 저면 벽개를 가지며, 벽개면을 따라 얇은 판으로 쪼개지는 특성이 있다. 내열성, 내화학성, 높은 절연 강도 및 투명성의 특성을 갖는다.

마이카의 한 겹 두께는 0.1μm 정도이다. 이것의 구조를 더 자세히 들여다보면 1 nm 정도의 두께를 갖는 수십 겹의 나노 층상구조로 이루어져 있고, 층간 사이에는 K+ 양이온이 존재한다.

마이카는 박막 시트 형상의 그래핀 산화물과는 유사한 구조이어서 서로 접착 면적이 넓으므로, 모발 표면에 균일한 코팅체를 이루기에 매우 적절한 성분이다. 본 발명에 사용되는 마이카의 입자 크기는 바람직하게는 0.5 ~ 30μm일 수 있으나 이에 제한되지 않는다

또한 본 발명에 사용되는 마이카의 양은 화장료 조성물 총 중량 기준으로 0.01 내지 2 중량%이고 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%이다. 마이카가 0.01 미만으로 포함될 경우 그래핀의 코팅 보조 역할 정도가 미비하고, 2 초과로 포함될 경우 모발에 그래핀의 코팅을 방해하는 역할을 할 수 있다

그리고 본 발명은 피막제로서 비이온성 고분자를 사용하며, 상기 비이온성 고분자는 바람직하게는 아크릴레이트 코폴리머일 수 있다. 이는 그래핀 산화물과 정전기적 인력을 억제할 수 있는 장점이 있어, 염모 효과를 지속적으로 증진시킬 수 있는 특징이 있다.

아크릴레이트 코폴리머는 아크릴릭애씨드, 메타크릴릭애씨드 또는 이들의 단순 에스터로 구성된 둘 이상의 모노머로 이루어진 코폴리머를 말하며, 화장품에 있어서 접착제, 결합제, 피막형성제 및 모발고정제 등으로 다양하게 적용된다.

일반적으로 수용성 키토산(또는 폴리쿼터늄-29)과 같은 양이온성 고분자는, 플러스 이온을 띠고 있기 때문에 이온성을 띠지 않는 고분자보다 점성이 뛰어나고 분산성 및 결합성이 우수할 수 있지만, 본 발명과 같은 화장료에서는 오히려 정전기적 인력에 의해 상호 엉킬 수 있는 상황이 발생하므로, 제형 후에 장기적인 안정성 문제에서는 좋지 못한 결과를 보여주게 되므로, 아크릴레이트 코폴리머와 같은 비이온성 성분을 선택할 필요가 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트 코폴리머의 함량은 화장료 조성물 총 중량 기준으로 0.01 내지 2 중량%를 사용할 수 있다. 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%이다. 아크릴레이트 코폴리머를 0.01 미만으로 포함할 경우 코팅 증진효과가 미미하고, 2 초과로 포함할 경우 제형의 점도가 높아서 모발 코팅이 고르게 되지 않고 끈적임이 발생한다.

이에 상기 염모제인 그래핀 산화물, 코팅 보조제인 층상형 점토 광물 및 피막제인 비이온성 고분자를 포함하는 화장료 조성물을 사용하게 되면, 모발에 큐티클 층의 손상없이 고르게 코팅되어 염색 효과가 우수하고 지속적으로도 유지된다. 따라서 피부 자극도 없고 사용성에서도 우수한 모발 착색 화장료가 가능하다.

본 발명의 모발 착색 화장료에는, 상기 유효성분 외에 통상 화장료에 이용되는 성분으로서, 잔량의 정제수, 산화방지제, 미용제, 보습제, 자외선흡수제, 향료 등의 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위로 하여 배합할 수 있다.

상기 화장료는 물에서 그래핀 산화물의 분산을 용이하게 하도록 하는 분산제를 포함할 수 있으며, 이는 하나 이상의 유기 용매의 혼합물로 구성된다. 예를 들어 에탄올, 이소프로판올, 글리세린, 2-부톡시에탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 벤질알코올, 페녹시에탄올 및 이들의 혼합물이 가능하다. 이 중에서 벤질알코올, 에틸렌글리콜이 가장 바람직하다. 상기 성분들 중에서 글리세린과 같이 점성이 강한 폴리올은 보습제로도 추가 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이외에도 방부제로 1,3-부틸렌 글리콜(1,3-butylene glycol), 1,2-헥산디올(1,2-hexanediol), 1,2-펜탄디올(1,2-pentanediol) 중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 특히 1,2-헥산디올은 계면활성제의 구조를 가지고 있으며, 물과 잘 섞이고 기름 성분에 대한 유화성을 지니고 있는 용매로 녹이는 성질이 강합니다. 또한 뛰어난 보습력과 향균성도 지니고 있으며, 특히 다른 방부제와는 달리 독성이 거의 없고 화장품 제형에도 큰 영향을 주지 않아서 소량 첨가하더라도 오랜시간 방부효과를 나타낸다.

본 발명의 화장료는, 모발 표면에 빗질, 솔질, 분무, 문지르기, 침지코팅 및 함침 등의 방식으로 적용하고 그 위에 코팅이 형성되는 과정을 거쳐 염색이 진행된다. 필요에 따라 코팅된 모발을 건조하는 단계를 추가할 수 있다. 건조는 공기 중에서 수행되거나 열 드라이기를 사용한다. 경우에 따라 코팅된 모발을 자외선(UV) 방사에 노출시키는 단계를 추가할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 특별히 한정되지는 않으며, 그 제형은 크림상, 액상, 페이스트상, 분말상 또는 에어로졸상으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 제형화된 화장료는 모발 착색용 헤어 샴푸, 린스, 컨디셔너, 스프레이, 겔, 무스 등으로 제품화할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명한다.

실시예. 모발 착색 리브온 화장료의 제조

하기 표 1에 기재된 조성으로 실시예 1~8의 화장료를 제조하였다. 그래핀 산화물(GO, Graphene Oxide) 플레이크(flake)를 정제수에 먼저 초음파처리(sonication)을 통해 고르게 분산시킨다. 그래핀 산화물 분산물은 옅은 갈색을 띄고 있으며 침전물이 없는 상태여야 한다. 이후 방부제 역할을 하는 1.2 헥산디올, 에틸렌글리콜, 벤질알코올 등을 따로 계량하여 선분산 후 그래핀 산화물 수용액에 넣어 분산시킨다. 그 후 아크릴레이트 코폴리머와 마이카, 글리세린을 넣고 교반기(Agitator)를 2000~2500rpm으로 분산시켜 모발 착색 리브온 화장료를 제조한다.

원료명	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8
그래핀 산화물	1	1	1	1	1	1	0.05	2
마이카	1	1	1	1	0.01	2	1	1
아크릴레이트 코폴리머	0.5	0.1	1	2	0.5	0.5	0.5	0.5
벤질알코올	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
에틸렌글리콜	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
정제수	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
1,2 헥산디올	2	2	2	2	2	2	2	2
글리세린	3	3	3	3	3	3	3	3
합계(중량%)	100	100	100	100	100	100	100	100

실험예 1. 모발 손상도 확인

일반적인 성분인 과산화 수소를 사용한 1, 2제 혼합형 산화형 염모제와 본 발명의 염모제를 사용하였을 때, 모발의 손상정도를 살펴보기 위해, FE-SEM과 광학현미경을 이용하여 관찰 비교하였다.

도 2에서 볼 수 있듯이, 염모전 모발(a)에 비해 일반 산화형 염모제(b)를 사용했을 경우 FE-SEM 사진에서 큐티클 층이 많이 벌어져 있는 모습을 볼 수 있다. 산화형 염모제에 사용되는 알칼리제에 의해 팽윤된 큐티클 층이 확인되었다. 본 발명의 그래핀 염모제(c)의 모발 손상도 사진을 보면, 모발에 부착된 그래핀 시트에 의하여 큐티클 층이 손상없이 고르게 그래핀에 의해 코팅된 모발 표면을 확인할 수 있다.

이를 명확하게 관찰하기 위해 광학현미경을 이용하면, (1) 염모전 모발 단면(왼쪽)과 (2) 염모후 모발 단면(오른쪽) 사진으로 비교할 수 있다. 염모후 단면을 보면 그래핀이 시트형상으로 표면에 얇게 코팅되어 있음을 확인할 수 있다.

실험예 2. 모발 퇴색도 평가

상기의 일반 산화형 염모제와 본 발명의 염모제로 염색된 모발의 퇴색 정도를 평가해보았다. 40℃ 물에 30분 노출하여 헹구고 난 후 색의 빠짐 정도 비교해보면, 일반 산화형 염모제로 염색된 모발은 고온 물에 노출한 경우 색이 빠지는 반면, 그래핀이 고르게 코팅된 염모제는 염료를 사용하지 않아 색의 빠짐 현상이 없고, 유사한 모발의 색을 유지하고 있음을 확인하였다(도 3 참조). 본 발명의 그래핀 산화물을 포함하는 염모제를 사용한 경우, 열에 의한 탈색방지 효과가 우수하고, 염색 지속성의 효과가 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

실험예 3. 마이카 유무에 따른 모발 염색성 평가

코팅보조제 성분인 마이카의 유무 및 다양한 점토광물 성분에 따른 모발 염색성(암도 측정, 명도 L값)을 관찰하기 위하여 아래 표 2와 같은 조성물을 제조하였다. 이 조성물을 모발 시료에 고르게 도포하고 헤어 드라이기로 5분간 완전 건조해준다. 건조된 모발을 물로 세척하였고 다시 건조시켜서 염색 전 후 모발 시료의 색을 관찰하여 염색성을 평가하였다(도 4 참조).

원료명	실시예1	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
그래핀 산화물	1	1	1	1	1
스테알코늄헥토라이트	-	1	-	-	-
리튬마그네슘 소듐실리케이트	-	-	1	-	-
실리카	-	-	-	1	-
마이카	1	-	-	-	-
아크릴레이트 코폴리머	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
벤질알코올	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
에틸렌글리콜	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
정제수	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
1,2 헥산디올	2	2	2	2	2
글리세린	3	3	3	3	3
L 값	34.2	50.89	45.24	42.15	48.1

상기 표 2와 도 4에서 알 수 있듯이 주요성분을 동일한 함량을 유지하고 코팅보조제인 마이카 성분의 특징을 확인해 본 결과, 피막제인 아크릴레이트 코폴리머와 조합하여 사용할 경우 염모 효과가 극대화되는 것을 알 수 있었다. 실시예 1인 경우가 비교예 1~3에 비해서 L값이 상대적으로 낮은 값이 측정되었는데, 이는 염색 효과가 높다는 것을 의미하는 것이다. 또한 코팅보조제를 전혀 포함하지 않은 비교예 4도 염모 효과는 부족하였다.

상기 모발의 암도 측정을 위한 장비로는 Spectrophotometer CM-600d(Konica Minolta)을 사용하였으며, 모발의 암도 지표인 명도 L 값은 흑색판 표준으로 보정한 후 염색 모발을 측정하였다(표시범위 L, 1~100). 모든 샘플에 대해 5회 측정하여 평균값을 계산하였다. 명도는 하얗게 되면 높은 값이 되고 검게 되면 낮은 값이 된다.

실험예 4. 피막제 종류에 따른 모발 염색성 평가

피막제인 비이온성 폴리머로 인한 모발 염색성을 평가하기 위해, 종래의 양이온성 고분자들을 선별하여 비교해 보았다.

원료명		실시예1	비교예5	비교예6	비교예7	비교예8
그래핀 산화물		1	1	1	1	1
피막제	아크릴레이트 코폴리머	0.5	-	-	-	-
	Polyquaternium-10	-	-	0.5	-	-
	Polyquaternium-39	-	-	-	0.5	-
	키토산	-	-	-	-	0.5
마이카		1	1	1	1	1
벤질알코올		0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
에틸렌글리콜		0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
정제수		To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
1,2 헥산디올		2	2	2	2	2
글리세린		3	3	3	3	3
L 값		34.2	48.25	47.14	65.15	42.14

아크릴레이트 코폴리머 대신에 다른 양이온성 고분자를 사용하거나(비교예 6, 7, 8) 아예 포함하지 않았을 경우(비교예 5), 실시예 1에 비해 모발 부착력이 부족하여 세척 시 염모 효과가 감소하였다(도 5 참조). 특히 암모늄기를 포함한 양이온성 고분자, 예를 들면 키토산 또는 폴리쿼터늄류(비교예 6, 7, 8) 적용 시 그래핀과의 정전기적 인력 형성으로 모발에 솔질 시 엉김 또는 덩어리가 발생하였고, 어떠한 피막제도 포함하지 않은 비교예 5보다도 오히려 더 발색력이 떨어지는 결과를 보였다.

실험예 5. 장기 안정도 확인

실시예 1~8과 비교예 1~8에 대한 장기 안정도를 확인하기 위해, 25℃의 인큐베이터에 1개월 보관한 염모제에 대하여 육안상 제형의 상태 및 발림성 등을 관찰한 결과는 표 4와 같다(O : 엉김 또는 가라앉음 없이 안정, △: 약간의 제형 불안정, X : 엉김 및 가라앉음 발생).

실시예	결과	비교예	결과
실시예 1	O	비교예 1	O
실시예 2	O	비교예 2	O
실시예 3	O	비교예 3	O
실시예 4	O	비교예 4	O
실시예 5	O	비교예 5	△
실시예 6	O	비교예 6	X
실시예 7	O	비교예 7	X
실시예 8	O	비교예 8	X

아크릴레이트 코폴리머를 미포함하는 비교예 5~8는 엉김이 발생하거나 또는 엉김으로 인한 가라앉는 현상이 발생하여 안정도가 크게 좋지 않았으며, 이러한 엉김이 발생하면 결국 모발 염색에 적용 시 균일하게 발리지 못해 고른 도포가 불가능하고 염모력에 나쁜 영향을 준다.

특히 양이온성 고분자인 경우(비교예 6, 7, 8)는 수용액 상에서 음이온을 띄고 있는 그래핀 산화물과 정전기적 인력에 의해 서로 엉킬 수 있어, 제형의 장기안정도에 문제가 생긴다. 따라서 본 발명과 같은 피막제인 아크릴레이트 코폴리머를 이용하면, 이는 비이온성이므로 상호 정전기적 인력이 발생하지 않아서 안정도가 우수함을 알 수 있다.

실험예 6. 피부 자극 테스트

염모제의 피부 자극 여부를 확인하기 위해 두피 가려움 또는 두드러기 발생하는 평가단 패널 20대~40대 사이 남녀 10명 대상으로 테스트를 진행하였다. 실시예 1~8 및 일반 산화염모제를 2cm 정도 크기로 정수리 부근에 순차적으로 바른 다음 20분 후 씻어낸 후, 느끼는 가려움 또는 두드러기가 발생하는지 여부를 5점 측정법으로 평가하였다(가려움이 심한 경우 1점, 가려움이 없는 경우 5점으로 평가하였음).

염모제	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	산화염모제
평가점수	4.8	4.7	4.8	4.6	4.7	4.6	4.7	4.6	3.3

상기의 일반 산화염모제는 일부 독성 성분을 포함하고 있는 반면에, 본 발명은 그래핀 산화물을 염모제로 사용하기 때문에 피부 자극에서 현저한 차이를 보여주고 있다.

실험예 7. 마이카와 아크릴레이트 코폴리머 함량에 따른 염모효과

그래핀 산화물의 함량은 1중량%로 모두 동일하게 하고, 마이카와 아크릴레이트 코폴리머 함량을 변화시켜 염색된 모발의 명도값 L을 측정 비교해 보았다.

비교예 10은 마이카의 함량이 3중량%로 적정 함량을 벗어나는 경우이고, 이때 L 값은 43.5로 실시예 1의 34.2보다 높아 이는 염모 효과가 현저하게 떨어지는 결과를 보여주고 있고, 마찬가지로 비교예 12는 아크릴레이트 코폴리머의 함량이 4중량%로 적정 함량을 초과하는 경우인데, 이 역시 염모효과가 현저히 떨어짐을 알 수 있다.

원료명	실시예1	비교예9	비교예10	비교예11	비교예12
그래핀 산화물	1	1	1	1	1
마이카	1	0.0025	3	0.0025	1
아크릴레이트 코폴리머	0.5	0.5	0.5	0.025	4
벤질알코올	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
에틸렌글리콜	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
정제수	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
1,2 헥산디올	2	2	2	2	2
글리세린	3	3	3	3	3
L 값	34.2	48.1	43.5	43.78	49.7

실험예 8. 염모 반복횟수에 따른 염모효과 확인

그래핀 산화물 염모제는 모발에 코팅 후 그 유지력이 좋아 세척에 의해서도 쉽게 떨어지지 않는다. 따라서 반복적인 세척에도 흑도가 지속적으로 높아질 수 있다.

또한 햇빛에 많이 노출될수록 모발에 코팅된 그래핀 산화물이 UV에 의해 흑색의 그래핀 형태로 환원되기 때문에 흑도가 더 높아진다.

실시예 1은 염모 후 열 드라이기로 5 min 건조하고 세척하는 과정에서, 그 세척 횟수를 반복 사용할 시에도 염모 효과가 증대됨을 확인하였다. 이는 지속적인 사용에 따른 염모 지속성 및 염모력이 향상됨을 의미한다. 3회부터 염모 효과가 뚜렷하게 나타나며 7회 또는 10회에는 흑발에 가깝도록 염모가 되었음을 확인할 수 있다(도 6 참조).

모발 건조는 열 드라이기 또는 일상생활 속에 노출되는 UV에 의해서 이루어질 수 있는 바, 이 경우 그래핀 산화물이 환원됨에 따라 모발은 더욱 강화되고 모발의 흑도가 향상된다.

Claims (7)

1. 기존의 산화제 및 염료를 사용하지 않고 (A) 그래핀 산화물, (B) 마이카, 및 (C) 아크릴레이트 코폴리머를 포함하는 모발 착색 리브온 화장료
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 모발 착색 리브온 화장료의 총 중량에 대해 상기 그래핀 산화물 0.05~2 중량%, 마이카 0.01~2 중량%, 및 아크릴레이트 코폴리머 0.01~2 중량%를 포함하는 모발 착색 리브온 화장료
4. 제 1항에 있어서, 벤질알코올, 에틸렌글리콜, 1.2-헥산디올 및 글리세린을 추가로 포함하는 모발 착색 리브온 화장료
5. 제 1항, 제 3항, 제 4항 중 어느 한 항에 따른 화장료를 모발 표면에 빗질, 솔질, 분무, 문지르기, 침지코팅 및 함침 중 어느 하나의 방식으로 적용하고 그 위에 코팅하는 단계를 포함하는 모발 염색방법
6. 제 5항에 있어서, 상기 코팅하는 단계 후에 건조하는 단계를 추가로 포함하는 모발 염색방법
7. 제 6항에 있어서, 상기 건조하는 단계는 열을 가하거나 또는 자외선(UV)에 노출되는 방식 중에서 선택되는 것인 모발 염색방법

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