KR20030069390A - 아크릴레이트/ 디메틸콘 공중합체를 함유하는 에어졸헤어스프레이 분사시스템 - Google Patents

아크릴레이트/ 디메틸콘 공중합체를 함유하는 에어졸헤어스프레이 분사시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유하는 에어졸 헤어스프레이 분사 시스템에 관한 것이다. 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유한 헤어스프레이 조성물들에 버튼 오리피스(Actuator Orifice)직경이 0.05 내지 0.90mm, 스템 오리피스(Stem Orifice) 직경이 0.05 내지 0.90mm, 베이퍼텝 오리피스(Vapor Tap Orifice)직경이 0 내지 0.80mm, 그리고 바디 오리피스(Body Orifice)직경이 0.05 내지 0.90mm인 에어졸 밸브를 적용하여, 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체 수지에 의한 밸브 막힘 현상이 없고, 우수한 분사패턴을 형성할 뿐만 아니라 하얀 구슬모양(Beading)이 발생하지 않는 높은 셋팅 효과를 제공하는 에어졸 헤어스프레이 분사시스템에 관한 것이다.

Description

아크릴레이트/ 디메틸콘 공중합체를 함유하는 에어졸 헤어스프레이 분사시스템{Injection system of airsol hair-spray having acrylate/dimethylcon copolymer}
본 발명은 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유하는 에어졸 헤어스프레이 분사 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체, 물 첨가제 그리고 추진제의 조성비에 따라 다양한 품질의 특성을 나타내고 있으며, 이러한 헤어스프레이 조성물들에 가장 적합한 밸브 구조를 적용함으로써 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체 수지에 의한 밸브 막힘이 없고, 균일한 분사패턴을 제공할 뿐만 아니라 헤어스프레이의 주요 품질기능인 셋팅 효과를 보다 높게 하여 주는 에어졸 헤어스프레이 분사 시스템에 관한 것이다.
인간은 모발을 다양한 형태로 유지하려는 욕망이 있는바, 이러한 욕망을 충족하기 위해 여러 가지 방법이 제시되어 왔다.
이를 크게 나누면, 모발의 영구적인 변형과 일시적인 변형으로 나눌수 있는데, 이 중에서 모발의 영구적인 변형방법에는, 원하는 효과를 성취하기 위하여 화학물질을 이용하여 모발내의 이황화결합을 절단하고 다시 재결합하는 과정을 통하여 모발의 형태를 변형시키는 방법이 대표적으로 사용되며, 모발의 일시적인 변형방법에는 수지나 고무를 사용하여 물리적인 방법을 통하여 모발의 형태를 고정시키는 방법이 있다.
이러한 일시적인 방법은 물에 의해 또는 세발에 의해 풀릴수 있는 일시적인 배열이나, 다양한 헤어스타일을 표현할 수 있는 장점이 있어 현재 헤어스프레이, 헤어무스등과 같은 헤어 스타일링제가 선호되고 있는 실정이다 .
헤어스프레이는 에어졸 또는 펌프 타입으로 사용자가 모발에 분사하여 작용시킬수 있는데, 현재 사용되는 통상적인 헤어스프레이는 일반적으로 비수용성 중합체, 용제, 첨가제 및 추진제를 사용하고 이러한 조성물에 가장 적합한 밸브 구조와 오리피스를 선택하여 제조된다(닥터 프란츠 프로쉬, "히스토리 엔드 퓨쳐 디벨롭먼트 어브 유러피언 헤어 스프레이 폴리머즈(History and Future Development of European Hair Spray Polymers)" 코즈메틱스 엔드 토일레트리스(Cosmetics & Toiletries), Vol 108(1993 5월), 69-70).
헤어스프레이 조성물 중 모발 고정제는 일반적으로 고정화 중합체, 즉 물 및 알코올에 가용성인 필름형성중합체, 예컨대 폴리비닐피롤리돈, 미합중국특허 3,929,735 및 미합중국특허 3,770,683에 기재된 비닐피롤리돈/비닐아세테이트 공중합체, 비닐 아세테이트/크로톤산 공중합체 및 음이온성 또는 양쪽성 아크릴수지 등이 널리 사용되고 있다.
이러한 물질은 모발로 분사한 후에 고정화 효과를 쉽게 얻을 수 있게 하지만, 통상의 래커(Lacquer)조건하의 모발은 딱딱한 외관을 가지고 거칠거나 심지어끈적이는 느낌을 가지며, 건조후에는 모발에 코팅된 수지의 필름이 깨져 흰가루(Flaking)현상이 발생할 수 있다.
근래에는 모발용 스프레이 조성물 및 기타 모발 스타일링 조성물, 예를 들면 모발용 토닉, 로션, 무스, 스프레이 등에 모발 셋팅제로서 실리콘 그라프팅된 유기 주쇄 중합체들을 첨가하여 사용하는 방법이 알려지고 있다.
대한민국특허출원 공개번호 특1999-0067122, 공개번호 특2001-0030417, 공개번호 특1996-703559에서는 실리콘 그라프팅된 중합체를 사용하여 모발 스타일링 보유력 및 개선된 모발 감촉을 제공하는, 예를 들면 종래의 중합체성 모발 셋팅제에 비해 더 부드러운 감촉을 주는 모발용 스프레이 조성물의 제조방법에 대하여 개시되어 있다.
그러나, 상기 실리콘 그라프팅된 중합체가 도포 및 건조된 후에 특정 수준의 모발 스타일 유지력을 제공할 지라도 모발 감촉성을 여전히 개선시킬 필요가 있고, 또는 그 반대로 상기 실리콘 그라프팅된 중합체가 특정 수준의 모발 감촉성을 제공할 경우에라도 모발 스타일 유지력을 여전히 개선할 필요가 있다.
PCT국제출원 출원번호 PCT/US94/008031(공개번호 WO 95/004518), 출원번호 PCT/US95/004756(공개번호 WO 95/032703), 대한민국특허출원 출원번호 특1998-0703065(공개번호 특1999-0067122)에서는 모발 감촉 및/또는 모발 스타일 유지력을 개선시키는 실리콘 그라프팅된 유기 주쇄 중합체 모발 셋팅제 뿐만 아니라 비-실리콘 또한 함유하는 모발용 스프레이 조성물 및 기타 수성, 알코올 또는 수알콜계 모발 셋팅 용액을 제공하는 것이 개시되어 있다.
상기 발명의 헤어스프레이 조성물 뿐만 아니라, 대한민국특허출원 출원번호 특1990-010440(공개번호 특1991-002421)의 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유한 헤어스프레이 조성물은 모발 감촉 및/또는 모발 스타일 유지력이 우수하다. 그러나 이러한 조성물은 통상 사용하는 헤어스프레이용 밸브 구조를 적용하여 충전한 다음 모발에 분사하면 분사입자가 거품을 형성하여 모발에 뿌려지기 때문에 하얀 눈가루가 검은 모발에 뿌려진 것과 같은 현상(Beading)이 발생한다. 또한 제품사용중 수지에 의해 버튼(Actuator)이 막혀 사용할 수 없는 중대한 문제가 발생하게 된다.
고압 가스용 에어졸 제품에 사용하는 밸브는 크게 4가지 이상의 부분들로 결합되어 있고, 이러한 각 부분에는 다양한 크기의 구멍이 있다. 분사패턴은 밸브의 각 부분 구멍(Part Orifice)크기들을 어떤것으로 선택하느냐에 따라 분사량, 분사입자 크기, 분사폭, 분사모양 등 다양한 형태를 나타내며 이것은 제품의 기능인 품질과 직접적인 관계가 있다.
분사과정을 살펴보면, 사용자가 버튼(Actuator)을 누르면 용기안에 있는 헤어스프레이 조성물이 추진제에 의해 밸브 내부를 통과하게 되는데, 이때 헤어스프레이 내용물은 밸브 내부의 바디 오리피스, 베이퍼 탭 오리피스, 스템 오리피스를 통과하면서 미세한 입자로 만든 다음(Break up), 최종적으로 버튼 오리피스(Actuaor Orifice)를 통과하여 입자를 분사하게 되는 과정을 거치게 된다.
따라서 구멍(오리피스)의 크기 선정을 잘못하면 전술한 바와 같이, 사용중 밸브 구멍(오리피스)이 셋팅제 때문에 막히는 중대한 결점을 갖게 된다.
결국 우수한 헤어스프레이 조성물이라 하더라도 에어졸 분사시스템이 맞지 않으면 그 기능을 나타낼 수 없고, 사용자로 하여금 제품을 제대로 사용할 수 없게 만드는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 종래의 제품이 사용중 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체 수지에 의한 밸브 막힘 현상이 없고, 우수한 분사패턴을 형성할 뿐만 아니라 하얀 구슬모양(Beading)이 발생하지 않는 높은 셋팅 효과를 제공하는 에어졸 헤어스프레이 분사시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 헤어스프레이 조성물 함유와 에어졸 밸브 구조를 사용함을 특징으로 하는 에어졸 분사시스템에 있어서; (a) 음이온성 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체는 1 내지 20 중량%(고형분%); (b) 추진제는 n-부탄, 이소부탄, 프로판, 디메틸에테르(DME)중에서 1이상 선택되어진 것이 5 내지 95중량%; (c) 통상적으로 헤어스프레이 조성물로 사용하고 있는 헤어 셋팅 중합체, 에탄올, 첨가제 및 향; 및 (d) 잔량으로서 물을 포함하며; (e) 에어졸 밸브는 버튼 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm, 스템 오리피스가 한개 또는 두개를 갖고 한개의 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm, 베이퍼 탭 오리피스 직경이 없거나 0.80mm이하 그리고 바디 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm; 임을 특징으로 하는 에어졸 헤어스프레이 분사시스템을 제공한다.
보다 바람직하기로는, 상기 에어졸 밸브의 버튼오리피스 직경이 0.10 내지0.70mm, 상기 스템 오리피스를 한개 또는 두개를 갖고, 한개의 오리피스 직경이 0.1 내지 0.70mm, 상기 베이퍼 탭 오리피스 직경이 없거나 0.60mm이하, 그리고 상기 바디 오리피스 직경이 0.10 내지 0.70mm임을 특징으로 하는 상기 에어졸 헤어스프레이 분사시스템을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 기술하면 다음과 같다.
본 발명에 사용되는 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체는 폴리실록산기를 가지는 에틸렌적 불포화 단량체를 함유하는 제1구성단위와 아크릴산, t-부틸 아크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 이들의 혼합물을 함유한 제2구성단위로 이루어져 있다(대한민국특허출원 출원번호 특1993-14357(공개번호 특1994-1875) 및 출원번호 특1990-010440(공개번호 특1991-002421)).
이러한 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유한 조성물에 통상적으로 사용하는 하이드로카본(C3내지 C4)추진제(일반적으로 LPG라 함)을 충전한 다음 사용하면서 분사시 기포가 많이 발생하고, 모발에 뿌려진 입자는 표면장력이 작아 하얀 구슬모양으로 굳게 되어 사용자가 사용을 거부하게 된다.
하지만, 본 발명의 디메틸에테르(DME)를 추진제로 사용하면 디메틸에테르의 뛰어난 용해성과 소포성 때문에 분사시 기포 발생이 없고, 분사 입자의 표면장력을 크게 하기 때문에 상기의 문제를 해결하게 되었다.
그러나 디메틸에테르(DME)을 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유한 조성물은 사용할 수 있는 양이 한계가 있다. 왜냐하면 과량을 사용하게 되면 뿌옇게변하는 현상(Clouding)이 발생하여 상 분리가 일어나기 때문이다.
본 발명은 밸브 구조에 따라 디메틸에테르(DME) 단독 또는 n-부탄, 이소부탄, 프로판 및 디메틸에테르(DME)의 최적 혼합비를 찾아 충전함으로써 모발에서 하얀 구슬모양(Beading)현상이 발생하는 문제점을 해결할 수 있었다.
아무리 우수한 기능을 갖는 헤어스프레이 조성물이라 할 지라도 밸브 구조 선정을 잘못하여 충전하면 제품 사용시 분사량이 작아 셋팅 효과의 품질이 떨어지거나 밸브가 막혀 사용을 못하는 중대한 결함이 발생하며, 분사량이 많으면 모발이 뭉치거나 모발 코팅력이 떨어져서 나쁜 품질을 제공하고, 그리고 분사입자 크기가 너무 작으면 입자 날림이 심하여 코로 흡입될 가능성이 크다. 이와 같이 헤어스프레이 조성물에 가장 적합한 밸브 구조를 적용하는 것이 제품의 기능을 제공하는데 무엇보다도 중요하다.
본 발명은 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체를 함유한 헤어스프레이 조성물들에 가장 적합한 밸브 구조를 찾아 적용함으로써 수지에 의한 밸브 막힘이 없이 우수한 셋팅 효과 기능을 제공하는 에어졸 헤어스프레이 분사 시스템을 제공한다. 본 발명에 사용하는 고압가스용 에어졸 밸브 구조는 다음과 같다.
버튼 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm, 바람직하게는 0.01 내지 0.70mm, 스템 오리피스가 한개 또는 두개를 갖고 한개의 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm, 바람직하게는 0.10 내지 0.70mm, 베이퍼탭 오리피스(Vapor Tap Orifice)직경이 없거나 0.80mm이하, 그리고 바디 오리피스직경이 0.05 내지 0.90mm인 에어졸 밸브를 사용하였다.
상기 범위를 초과하는 경우에는 분사되는 조성물이 흘러내리거나 불균일하게 분사되는 문제점이 있었으며, 상기 범위 미만의 경우에는 입자가 너무 미세하게 되어 호흡시 흡입될 수 있었으며, 또한 노즐이 쉽게 막히는 문제점이 있었다.
본 발명의 조성물에는 에어졸 헤어스프레이에 통상적으로 사용되는 성분으로서 약간의 헤어셋팅 중합체, 보습 및 컨디셔닝 효과를 주는 첨가제, pH조정제, 향료, 자외선 차단제, 그리고 물, 에탄올과 같은 용제를 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해서 설명하도록 하겠다. 다만 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일뿐, 본 발명의 보호범위의 해석에 있어서 제한되어 져서는 아니될 것이다.
<실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9>
하기의 표1 및 표2 에 나타난 바와 같이 실시예 및 비교예를 제조하였다.
성분명(%) 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9
에탄올 64 64 59 58 58 - 56 53 53
물 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
중합체1 5 5 5 6 6 7 8 6 6
프로필렌글리콜 1 1 1 1 1 1 1 1 1
n-부탄 - 2 2 2 2 2 2 11 11
이소부탄 - 6 6 6 6 6 6 2 2
프로판 - 2 2 2 2 2 2 2 2
디메틸에테르 20 10 15 15 15 15 15 15 15
합 100 100 100 100 100 43 100 100 100
오리피스 버튼(mm) 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51 0.51
스템(mm) 0.33 0.33 0.33 0.33 0.45 0.45 0.45 0.33 0.45
베이퍼텝(mm) - - - - - - - 0.20 0.20
보디(mm) 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64
중합체1: 중화된 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체
성분명(%) 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7 비교예8 비교예9
에탄올 59 59 59 54 49 44 44 45 46
물 - - - 5 10 15 15 15 15
중합체1 5 5 5 5 5 5 5 4 3
프로필렌글리콜 1 1 1 1 1 1 1 1 1
n-부탄 18 13 10 7 7 7 7 7 7
이소부탄 15 15 15 13 13 13 8 8 8
프로판 2 7 10 5 5 5 5 5 5
디메틸에테르 - - - 10 10 10 15 15 15
합 100 100 100 100 100 100 100 100 100
오리피스 버튼(mm) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
스템(mm) 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45
베이퍼텝(mm) 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40
보디(mm) 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
중합체1: 중화된 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체
상기 실시예 및 비교예에 따라서, 통상적인 에어졸 헤어스프레이의 제조방법을 통하여 헤어 스프레이를 제조하였으며 이를 하기와 같이 실험하였다.
<실험예 1> 항온 항습기에 의한 셋팅효과 시험
상기의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체가 함유된 헤어스프레이 내용물을 모발에 고루 도포한 다음 모발을 스파이럴(Spiral)에 감아 건조 시킨다. 컬(Curl)상태의 모발을 항온항습기(25℃, 80%RH)에 넣어 시간 경과에 따라 셋팅 효과를 하기의 컬 리텐션(Curl Retention)(%)식을 이용하여 측정한 후에 하기 표 3에 나타내었다(알버트 엘.미켈리,비.에이.,및 에프.테어도러 콜러, 비.에스. "폴리머 프로퍼티스 인플루언싱 컬 리텐션 엣 하이휴미디티(Polymer Properties Influencing Curl Retention at High Humidity)" 저널 오브 소사이어티 오브 코스메틱 케미스츠(J.Soc.Cosmetic Chemists).19, 863-880(1968.12.9))
C.R(%)=(L0-Lt)/(L0-Ls)×100
L0: 모발의 길이
Lt: t시간 경과후 모발의 길이
Ls: 컬(Curl)된 최초 모발의 길이(t=0)
<실험예 2> 하얀 구슬현상 시험(Beading Test)
상기의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체가 함유된 헤어스프레이 조성물을 추진제와 함께 충전한 다음 20cm거리에서 3초간 모발에 분사하여 육안 관찰하였고 그 결과를 하기의 기준에 따라 표 3에 나타내었다.
◎ : 하얀 구슬현상(Beading) 전혀 없음(매우 양호)
○ : 하얀 구슬현상(Beading) 없음(양호)
△ : 하얀 구슬현상(Beading)은 발생하나 정도가 약함(보통)
× : 하얀 구슬현상(Beading) 발생(불량)
<실험예 3> 밸브 막힘 시험(분사패턴 시험)
상기의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 헤어스프레이의 시료를 0℃에서 보관하면서 매일 10초간 분사하면서 하기의 기준에 따라서 육안 관찰 한 후 그 결과를 표 3에 나타내었다.
◎ : 균일한 분사패턴 유지(매우 양호)
○ : 약간 분사패턴이 불규칙이다가 균일한 분사패턴으로 유지(양호)
△ : 분사패턴 모양이 불규칙하거나 입자가 드롭(Drop)현상 발생(나쁨/막힘 조짐)
× : 분사가 되지 않음(막힘)
대상 셋팅력(%) 하얀 구슬현상(Beading) 밸브막힘 시험
실시예1 93 ◎ ○
실시예2 93 ○ ○
실시예3 94 ◎ ◎
실시예4 95 ◎ ◎
실시예5 96 ◎ ◎
실시예6 96 ○ △
실시예7 96 × ×
실시예8 93 ◎ ◎
실시예9 94 ◎ ◎
비교예1 87 × ×
비교예2 87 × ×
비교예3 87 × △
비교예4 90 ○ △
비교예5 91 △ △
비교예6 92 △ ×
비교예7 91 ○ ×
비교예8 85 ○ △
비교예9 80 ○ ◎
상기 표 3에서 본 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 헤어스프레이는 종래의 헤어스프레이에 비하여 셋팅력이 매우 우수하고, 밸브 막힘현상 및 하얀구슬현상이 현저하게 감소된 것을 알 수 있었다.
이상에서 본 바와 같이 본 발명은 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체 수지에 의한 밸브 막힘 현상이 없고, 우수한 분사패턴을 형성할 뿐만 아니라 하얀 구슬현상(Beading)이 발생하지 않는 높은 셋팅 효과를 제공하는 에어졸 헤어스프레이 분사시스템을 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 헤어스프레이 조성물 함유와 에어졸 밸브 구조를 사용함을 특징으로 하는 에어졸 분사시스템에 있어서;
    (a) 음이온성 아크릴레이트/디메틸콘 공중합체는 1 내지 20 중량%(고형분%);
    (b) 추진제는 n-부탄, 이소부탄, 프로판, 디메틸에테르(DME)중에서 1이상 선택되어진 것이 5 내지 95중량%;
    (c) 통상적으로 헤어스프레이 조성물로 사용하고 있는 헤어 셋팅 중합체, 에탄올, 첨가제 및 향; 및
    (d) 잔량으로서 물을 포함하며;
    (e) 에어졸 밸브는 버튼 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm, 스템 오리피스가 한개 또는 두개를 갖고 한개의 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm, 베이퍼 탭 오리피스 직경이 없거나 0.80mm이하 그리고 바디 오리피스 직경이 0.05 내지 0.90mm;
    임을 특징으로 하는 에어졸 헤어스프레이 분사시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에어졸 밸브는 버튼오리피스 직경이 바람직하게는 0.10 내지 0.70mm, 상기 스템 오리피스를 한개 또는 두개를 갖고 한개의 오리피스 직경이 바람직하게는 0.1 내지 0.70mm, 상기 베이퍼 탭 오리피스 직경이 없거나 0.60mm이하, 그리고상기 바디 오리피스 직경이 0.10 내지 0.70mm임을 특징으로 하는 상기 에어졸 헤어스프레이 분사시스템.
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