KR102442840B1 - 아민기를 가지는 고분자 및 천연 염료의 혼합물을 이용한 모발의 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아민기를 가지는 고분자 및 천연 염료의 혼합물을 이용한 모발의 염색방법에 관한 것으로, 본 발명의 모발의 염색방법은 부작용을 감소시키고 염착성을 향상시킬 수 있으므로, 종래 염모제에 첨가되는 화학 성분에 의한 부작용 및 자극을 최소화할 수 있다.

Description

아민기를 가지는 고분자 및 천연 염료의 혼합물을 이용한 모발의 염색방법{Method for dyeing hair using mixture of polymer having amine group and natural dye}

본 발명은 아민기를 가지는 고분자 및 천연 염료의 혼합물을 이용한 모발의 염색방법에 관한 것이다.

인체의 모발은 인종에 따라 색상 및 형태 등이 다르고 미용의 목적으로 다양한 색상으로 염색하는 것이 일반적이다. 모발 염색은 개성을 중요시하는 시대의 흐름에 따라 흑색-갈색 일변도에서 다양한 컬러를 추구하는 방향으로 나아가고 있다. 종래 모발 염색의 경우 타르 색소를 주성분으로 하는 일시적 염색과 산화염료를 주성분으로 하는 반영구적 염색 방법이 이용되어 왔으며, 두 가지 방법 모두 화학적 합성 염모제를 주성분으로 사용한다. 이러한 합성 염모제는 모발 손상, 발진 및 접촉성 피부 반응, 시력 장애와 함께 자주 사용할 경우 백혈병, 방광암, 자궁암과 유방암 등의 암 발생을 일으키는 잠재적 유해 요인을 내포하고 있다. 따라서 인체에 무해하며 친환경적인 천연 염모제의 개발이 요구되어 왔으며, 현재 대표적인 천연 염모제로 헤나(적색 계열)가 많이 사용되어 왔으며, 그 밖에 먹물(흑색 계열), 월넛(갈색 계열), 인디고(남색 계열), 카모마일(황색 계열) 등이 사용되고 있다. 모발 염색에 있어 천연색소 사용의 한계점으로 합성색소에 비해 유기용매에 대한 용해도가 낮고 재현성과 표준화의 문제점, 원료 공급의 불안정성, 고가의 원료비 등과 같은 문제점이 있다.

한편, 한국등록특허 제0616724호에는 폴리프로필렌글리콜이 결합된 키토산 유도체인 '피피지키토산을 함유하는 염모제 조성물'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2011-0089686호에는 '나노은 함유 키토산 및 면 혼방 편직물의 천연 염색 방법 및 천연 염색 편직물'이 개시되어 있으나, 본 발명의 아민기를 가지는 고분자 및 천연 염료의 혼합물을 이용한 모발의 염색방법에 대해서는 기재된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 아민기를 가지는 고분자 물질인 키토산(chitosan) 또는 아모디메티콘(Amodimethicone)을 천연 염료와 혼합한 혼합물을 모발에 동시에 처리하고 열 중탕 방식으로 열처리하여 염색할 경우 모발의 염색 효과가 가장 우수함을 확인하였고, 특히 고분자 물질 전처리 후 염료를 처리하거나, 염료 전처리 후 고분자 물질을 처리하고 열처리하여 염색한 모발에 비해 고분자 물질과 염료의 혼합물을 동시에 처리하고 열처리하여 염색한 모발의 염색 효과가 더욱 우수함을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물이 처리된 모발을 45~95℃에서 중탕하여 염색하는 단계를 포함하는 모발의 염색방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 염모제용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 모발의 염색방법은 모발에 아민기를 갖는 고분자 물질과 천연 염료를 동시에 처리함으로써 천연 염료를 이용한 염색 시 발색, 염착 및 견뢰도 등의 염색 효과를 증진시킬 수 있고 기존의 화학 염모제에 의한 부작용을 해소하고 염색에 의한 모발 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 모발에 천연 염료(빨간색)만 처리하거나(대조군), 키토산 또는 아모디메티콘과 천연 염료의 혼합물을 처리한 후 상온(25℃)에서 열 중탕하여 염색한 모발의 사진이다.
도 2는 모발에 키토산 및 천연 염료(빨간색, A; 노란색, B; 초록색, C)의 혼합물을 처리하고 50℃ 또는 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발의 사진이다.
도 3은 모발에 아모디메티콘 및 천연 염료(빨간색, A; 노란색, B; 초록색, C)의 혼합물을 처리하고 50℃ 또는 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발의 사진이다.
도 4는 키토산 및 천연 염료(빨간색)의 혼합물을 동시에 처리한 후 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발; 염료가 포함되지 않은 순수 키토산 수용액을 전처리하고 90℃에서 열 중탕한 후 빨간색 염료 수용액을 처리하고 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발; 천연 염료를 전처리하여 90℃에서 열 중탕한 후 키토산 수용액을 처리하고 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발;의 사진이다.
도 5는 아모디메티콘 및 천연 염료(빨간색)의 혼합물을 동시에 처리한 후 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발; 염료가 포함되지 않은 아모디메티콘 수용액을 전처리하고 90℃에서 열 중탕한 후 빨간색 염료 수용액을 처리하고 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발; 천연 염료를 전처리하여 90℃에서 열 중탕한 후 아모디메티콘 수용액을 처리하고 90℃에서 열 중탕하여 염색한 모발;의 사진이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물이 처리된 모발을 45~95℃에서 중탕하여 염색하는 단계를 포함하는 모발의 염색방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 아민기를 가지는 고분자 물질은 키토산(chitosan) 또는 아모디메티콘(Amodimethicone)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 키토산은 키틴(chitin)의 아세트아마이드기(acetamide group)에서 아세틸기(acetyl group)가 제거된 천연 다당류로, 아민기(-NH₂)를 가지고 있다. 또한, 상기 아모디메티콘은 실리콘 구조에 아민기가 결합된 아미노 변성 실리콘이다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물은 고분자 물질 및 염료를 0.5~1.5:2~3.5의 중량 비율로 혼합한 것일 수 있고, 바람직하게는 키토산 및 염료를 약 1:2.7의 중량 비율로 혼합하거나, 아모디메티콘 및 염료를 1:3의 중량 비율로 혼합한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 염료는 천연물 유래의 염료일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물이 처리된 모발은 45~95℃에서 중탕하여 염색하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 키토산 및 염료의 혼합물이 처리된 모발을 90℃에서 중탕하여 염색하는 것일 수 있고, 또는 아모디메티콘 및 염료의 혼합물이 처리된 모발을 50℃ 또는 90℃에서 중탕하여 염색하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 모발을 염색하는 방법은, 모발에 아민기를 가지는 고분자 물질을 전처리한 후 염료를 처리하여 50℃ 또는 90℃에서 염색하는 방법, 또는 모발에 염료를 전처리한 후 아민기를 가지는 고분자 물질을 처리하여 50℃ 또는 90℃에서 염색하는 방법에 비해 염색 효과가 우수하다. 또한, 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물이 처리된 모발을 상온에서 염색하는 것보다 50℃ 또는 90℃에서 염색할 경우 염색 효과가 더욱 우수한 효과가 있다.

본 발명은 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 염모제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 염모제용 조성물에 있어서, 상기 아민기를 가지는 고분자 물질은 키토산 또는 아모디메티콘일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 염모제 조성물은 아민기를 가지는 고분자 물질 및 염료를 0.5~1.5:2~3.5의 중량 비율로 혼합하여 제조한 것일 수 있고, 바람직하게는 키토산 및 염료를 약 1:2.7의 중량 비율로 혼합하거나, 아모디메티콘 및 염료를 1:3의 중량 비율로 혼합한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 염료는 천연물 유래의 염료일 수 있다.

본 발명의 염모제용 조성물은 추가로 모발 보호제, 킬레이트제, 계면활성제, pH 조절제, 알카리제, 보습제, 점증제, 방부제, 산화방지제, 살균제, 항염증제, 항미생물제, 용제, 착향제 및 색소로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 함유할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 염모제용 조성물은 크림 타입, 액상 타입, 분말 타입, 젤리 타입 또는 에어로졸 타입으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명의 염모제용 조성물은 헤어틴트, 아이브로우, 타투용 제형, 헤어 영양로션, 헤어트리트먼트, 헤어샴푸, 헤어린스, 헤어크림, 헤어왁스, 헤어 에어로졸, 헤어팩, 헤어비누, 모발 염색제, 모발용 웨이브제, 헤어에센스 및 헤어컨디셔너로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 제형으로 제조되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

재료 및 방법

1. 염모제 제조 및 모발의 염색

200 ㎖ 비커에 증류수 40 ㎖과 키토산(SIGMA-ALDRICH, CAS No. 9012-76-4) 110 mg을 넣고 희석된 아세트산(acetic acid) 또는 아스코르브산(ascorbic acid)을 2 ㎖ 넣어 키토산을 완전히 녹인 후 천연 염료(레드칼라, 치자옐로우, 치자그린; (주)밀양한천 구입) 300 mg을 첨가하여 완전히 녹였다. 또한, 200 ㎖ 비커에 증류수 40 ㎖과 아모디메티콘(Amodimethicone; 코스넷, CAS No. SI6020Z) 0.1 ㎖을 넣은 후 천연 염료(레드칼라, 치자옐로우, 치자그린) 300 mg을 첨가하여 완전히 녹였다. 대조군 샘플 제조를 위해서는 염료와 증류수만 각각 녹여 사용하였다. 실험용 모발을 0.4 cm 정도로 잘라 각각의 용액에 담근 후 상온 또는 핫플레이트(hot plate) 위에 올려 1시간 동안 열 중탕한 다음 모발을 꺼내어 수돗물로 씻고 1.5g/30 ㎖로 제조된 SDS 용액에 모발을 넣고 씻어내었다. SDS 처리 과정은 3번 반복 진행하였고 헤어드라이기로 완전히 건조시켰다.

열 처리 온도에 따른 색감의 변화를 조사하기 위해, 상기 기술된 과정을 통해 염모제를 제조한 후 25℃(상온), 50℃ 또는 90℃에서 각각 1시간씩 열 중탕 처리하였고, 열 중탕이 끝나면 모발을 꺼내어 상기 기술된 과정과 동일한 과정을 수행하였다.

2. 색차계를 이용한 L,a,b 값 측정

염색이 완료된 모발을 완전히 건조시킨 후 색차계(colorimeter)를 이용하여 L(명도), a(red와 green의 정도) 및 b(yellow와 blue의 정도)와 같은 색상수(color value)를 3번 반복 측정한 후 평균 및 표준편차를 계산하여 염색력을 비교하였으며, 색차인 △E 값을 계산하여 나타내었다.

ΔE={(100-L)²+(a)²+(b)²}^0.5

실시예 1. 열 처리 온도에 따른 모발의 염색성 평가

염료만 처리된 모발과 키토산 또는 아모디메티콘과 빨간색의 천연 염료의 혼합물이 처리된 모발을 상온(25℃)에서 열 중탕하여 염색한 결과, 키토산 또는 아모디메티콘과 염료의 혼합물이 처리된 모발이 염료만 처리된 모발보다 진하게 염색되었지만, 염료가 모발에 착색될 정도로 진하게 염색되지 않았다(도 1).

그 다음으로, 모발에 키토산 및 천연 염료(빨간색, 노란색 또는 초록색)의 혼합물을 처리하고 50℃ 또는 90℃에서 열 중탕하여 염색한 결과, 50℃에서 염색한 모발에 비해 90℃에서 염색한 모발에서 염료의 착색력이 높아져 염색 효과가 더 우수함을 확인하였다(도 2). 색차계를 이용하여 각 샘플들의 L,a 및 b 값을 3반복 측정하고, 이를 바탕으로 색차(ΔE) 값을 계산한 결과, 하기 표 1의 평균값에 나타난 바와 같이 상온(25℃, 대조군)에 비해 50℃ 또는 90℃의 열 처리군에서 ΔE 값이 높았고, 특히 90℃에서 ΔE 값이 가장 높음을 확인하였다.

또한, 모발에 아모디메티콘 및 천연 염료(빨간색, 노란색 또는 초록색)의 혼합물을 처리하고 50℃ 또는 90℃에서 열 중탕하여 염색한 결과, 50℃ 또는 90℃에서 염색한 모발에 대한 염료의 착색력이 비슷한 수준임을 확인하였다(도 3). 색차계를 이용하여 각 샘플들의 L,a 및 b 값을 3반복 측정하고, 이를 바탕으로 색차(ΔE) 값을 계산한 결과, 하기 표 2의 평균값에 나타난 바와 같이 상온(25℃, 대조군)에 비해 50℃ 또는 90℃의 열 처리군에서 ΔE 값이 높았고, 50℃과 90℃ 열처리군의 ΔE 값은 비슷한 수준임을 확인하였다.

실시예 2. 키토산 및 염료의 처리 순서에 따른 모발의 염색성 평가

키토산 및 염료의 혼합물에 모발을 담그고 90℃에서 1시간 동안 열 중탕하여 염색한 모발; 염료가 포함되지 않은 순수 키토산 수용액에 모발을 담그고 90℃에서 1시간 동안 열 중탕한 후 모발을 꺼내어 빨간색 염료 수용액에 다시 담그고 1시간 동안 열 중탕하여 염색한 모발; 빨간색 염료 수용액에 모발을 담그고 90℃에서 1시간 동안 열 중탕한 후 모발을 꺼내어 순수 키토산 수용액에 다시 담그고 1시간 동안 열 중탕하여 염색한 모발;을 수돗물로 씻고 휴지로 수분을 제거한 후 육안으로 관찰한 결과, 키토산 및 염료의 혼합물을 처리하여 키토산과 염료를 동시 처리할 경우 모발에 대한 염료의 착색력이 높아져 염색 효과가 가장 우수함을 확인하였다(도 4).

또한, 상기 모발들을 대상으로 색차계를 이용하여 색차(ΔE) 값을 측정한 결과, 염료 전처리 후 키토산을 처리하는 것보다 키토산을 전처리하고 염료를 처리한 경우 ΔE 값이 높음을 확인하였고, 특히 키토산 및 염료를 동시에 처리할 경우 ΔE 값이 가장 높음을 확인하였다(표 3).

색차계를 이용하여 측정한 샘플들의 ΔE 값 측정 결과

	키토산 및 염료 동시 처리	키토산 → 염료 처리	염료 → 키토산 처리
1	84.637	56.399	27.539
2	87.004	60.531	20.6
3	85.552	55.353	21.435
평균값	85.731	57.428	23.191

실시예 3. 아모디메티콘 및 염료의 처리 순서에 따른 모발의 염색성 평가

아모디메티콘 및 염료의 혼합물에 모발을 담그고 90℃에서 1시간 동안 열 중탕하여 염색한 모발; 염료가 포함되지 않은 아모디메티콘 수용액에 모발을 담그고 90℃에서 1시간 동안 열 중탕한 후 모발을 꺼내어 빨간색 염료 수용액에 다시 담그고 1시간 동안 열 중탕하여 염색한 모발; 빨간색 염료 수용액에 모발을 담그고 90℃에서 1시간 동안 열 중탕한 후 모발을 꺼내어 아모디메티콘 수용액에 다시 담그고 1시간 동안 열 중탕하여 염색한 모발을 계면활성제로 씻은 후 육안으로 관찰한 결과, 아모디메티콘 및 염료의 혼합물을 처리하여 아모디메티콘과 염료를 동시 처리할 경우 모발에 대한 염료의 착색력이 높아져 염색 효과가 가장 우수함을 확인하였다(도 5).

또한, 상기 모발들을 대상으로 색차계를 이용하여 색차(ΔE) 값을 측정한 결과, 염료 전처리 후 아모디메티콘을 처리하는 것보다 아모디메티콘을 전처리하고 염료를 처리한 경우 ΔE 값이 높음을 확인하였고, 특히 아모디메티콘 및 염료를 동시에 처리할 경우 ΔE 값이 가장 높음을 확인하였다(표 4).

색차계를 이용하여 측정한 샘플들의 ΔE 값 측정 결과

	아모디메티콘 및 염료 동시 처리	아모디메티콘 → 염료 처리	염료 → 아모디메티콘 처리
1	80.55386	69.3274	37.38851
2	84.15872	70.33061	35.27573
3	79.15687	64.4912	35.95543
평균값	81.28982	68.04974	36.20656

종합하면, 키토산 또는 아모디메티콘과 천연 염료를 혼합한 혼합물을 모발에 처리(키토산 및 천연 염료의 동시 처리)하고 50℃ 또는 90℃에서 열 중탕하여 모발을 염색하는 방법이 모발의 염색 효과를 가장 높일 수 있는 최적의 방법임을 알 수 있었다.

Claims (7)

1. 아모디메티콘(Amodimethicone)과 천연물 유래 염료의 혼합물이 처리된 모발을 45~95℃에서 반응시키는 단계; 및 상기 모발을 물로 세척한 후 SDS 용액으로 세척하는 단계;를 포함하는 모발의 염색방법.
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