적양배추의 안토시아닌 색소를 이용한 산성염모제 염색력 연구

국문 초록 (Abstract)

오늘날 웰빙 시대에 맞추어 건강에 대한 많은 관심과 노력을 기울이고 있는 가운데, 헤어 분야에서도 천연성분을 이용한 제품들이 많이 출시되고 있다. 모발의 색을 아름답게 변화시키는 염모제 역시 천연색소가 원료로 사용되고 있는 추세이다.
이에 본 연구 에서는 천연 색소들 중에 적양배추에서 추출한 안토시아닌 색소를 이용하여 산성 염모제(메니큐어 제품)를 개발하였으며 염모제 로서의 가능을 타진하기 위하여 염색력, 즉 탈색 모발에 천연 염색을 실시함으로써 염색에 적절한 추출액 농도, 염색시간, 염색 시 온도변화에 따른 모발의 염색의 정도를 연구하였다.
연구방법은 안토시아닌 색소가 산성, 중성, 알칼리성에서 염색이 어느 계열에서 잘 되는지를 알아보기 위해 전처리 실험을 하여 산성에서 염색이 잘 된다는 결론을 얻어 안토시아닌 색소를 이용한 1제형 산성염모제를 제조하였다. 제조는 안토시아닌 색소 함량을 2%, 5%, 10% 세 종류로 다르게 제조하여 각각의 염모제로 실험모에 도포하여 자연방치 20분, 40분, 열처리 15분, 25분하고 난 후 세척하여 염색력을 알기 위해 L*a*b* 값과 △E 값과, K/S 값을 측정하였고, 염색된 모발의 표면과 물리적 변화를 알기 위해 SEM 촬영에 의한 모표피 측정과, 인장강도 변화를 측정하였다.
연구결과는 다음과 같다. 첫째, 안토시아닌 색소를 첨가한 염모제로 도포한 시료의 표면색상 측정결과 L*a*b* 값은 안토시아닌 색소 2% 보다는 5%, 5% 보다는 10%가 L*값은 낮아지고, a*값과 b*값은 상승하고, 염착농도 측정 결과 안토시아닌 색소 함량과, pH를 동일시했을 경우는 자연방치 보다는 열처리 하는 것이 염착이 더 효과가 좋았다.
이를 통해 방치 시간을 오래 둘수록 △E 과 K/S값 결과 염색이 잘 됨을 알 수 있었다.
둘째, 모발 시료의 표면 형태분석 결과 안토시아닌 색소의 염모제 함량이 증가할수록 모표피에 엷은 막이 생겨서 큐티클이 불투명하게 보였다. 염색 전․후 인장강도 측정 결과 인장강도는 안토시아닌 색소 함량이 2%나 5% 보다는 10%일 때 인장강도가 높아졌다.
위의 결과를 종합해 볼 때 천연색소인 안토시아닌 색소가 1제형 염모제의 성분으로 적합한 것으로 판단된다. 염모제로 모발을 처리한 경우 인장강도가 증가하고, 모표피의 정련과 함께 모발 표면에 막을 입혀 매끄럽고 부드럽게 하는 효과를 나타내어 정상모 뿐만 아니라 손상모 에서도 모발의 개선 효과가 나타났다. 이로 인하여 안토시아닌 색소가 천연 모발 염모제 원료로써 개발이 가능할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Many products using natural ingredients are hitting the market of the hair field, putting much effort into health by keeping pace with the era of well-being these days. Also the hairdye changes hair color into a beautiful color, and natural coloring matters tend to be used in the form of raw materials. Therefore, this study examined an acid hairdye(manicure product) by using Anthocyanin Pigment abstracted from red cabbage selected among natural coloring matters, and studied the power of dyeing, which is the degree of hair dyeing based on the extract concentration suitable for dyeing. The time and temperature changes in dyeing which depends on the way of conducting the natural dyeing on bleached hair, and this was studied to examine the potential of natural dyeing as a hairdye.
The method of the study starts from producing the first formulated type of acidic hairdye using Anthocyanin Pigment. It is concluded that Anthocyanin Pigment dyes well in acidity after carrying out a pre-treatment experiment which was to examine whether sample Anthocyanin Pigment dyes well among acidity, neutrality and alkalinity. This study measured L*a*b* values, △E values and K/S values to examine the power of dyeing after producing three hairdyes of Anthocyanin Pigment contents with percentages of 2%, 5% and 10% respectively. They were each applied on experimental hair. The hairdyes were left for 20 minutes, 40 minutes and treated by heating for 15 minutes, 25 minutes, was washed, and cuticle was measured through SEM. We also measured the changes in tensile strength to examine the surface and physical changes of the dyed hair. The study results are as follows. First, as the result of measuring the surface color of the samples which were applied hairdye to which Anthocyanin Pigment was added, among L*a*b* values, L* values get lower and a* and b* values get higher by 5% rather than 2%, by 10% rather than 5% of Anthocyanin Pigment, and treating them by heating rather than leaving them alone made better dyeing effect when Anthocyanin Pigment content and pH were the same.
Through this, we were able to tell that they dye better according to the results of △E and K/S when they are left alone for a longer time. Second, as the result of analyzing the surface morphology of hair samples, the cuticle appeared to be opaque as the membrane was created on the cuticle as the hairdye content of Anthocyanin Pigment increased. As the result of measuring the tensile strength before and after dyeing, the tensile strength got higher when Anthocyanin Pigment content was 10% rather than 2% or 5%. When putting above-mentioned results together, Anthocyanin Pigment, which is a natural coloring matter, is judged to be suitable for the first formulated type of hair dye ingredient. Treating the hair with the hair dye, the tensile strength increased and hair improvement effect occurred on the damaged hair as well as normal hair by making the hair soft and smooth by coating the surface of hair with the membrane plus cuticle refining. Therefore, it is considered that Anthocyanin Pigment will be able to be developed as a raw material of natural hair dye.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 적양배추 4
• 1) 정의 및 효능 4
• 2) 안토시아닌 색소 5
• 2. 산성염모제 8
• 1) 정의 및 특성 8
• 2) 염착원리 9
• Ⅲ. 연구방법 10
• 1. 재료 및 시약 10
• 1) 시료모발 10
• 2) 염모제 10
• (1) 전처리 실험 10
• (2) 염모제 제조 13
• 2. 실험방법 19
• 1) 염모제 도포 방법 19
• 2) 염색력 측정법 20
• (1) 표면색상 측정법 20
• (2) 염착농도 측정법 21
• 3) 염색 전후 모발의 형태변화 분석 22
• (1) 모발표면 관찰 22
• (2) 인장강도 측정 22
• Ⅳ. 결과 및 고찰 23
• 1. 안토시아닌 함유량에 따른 염모제의 염색력 23
• 1) 표면색상 측정 결과 23
• (1) 미처리모 23
• (2) 안토시아닌 2% 염모제 처리모 24
• (3) 안토시아닌 5% 염모제 처리모 28
• (4) 안토시아닌 10% 염모제 처리모 32
• (5) 논의 36
• 2) 염착농도 측정 결과 41
• (1) 안토시아닌 2% 염모제 염착농도 41
• (2) 안토시아닌 5% 염모제 염착농도 43
• (3) 안토시아닌 10% 염모제 염착농도 45
• (4) 논의 47
• 2. 염색 전후 모발의 형태 분석 결과 50
• 1) 모발표면 관찰 결과 50
• 2) 인장강도 측정 결과 52
• Ⅴ. 결론 54
• 1. 요약 및 결론 54
• 2. 연구의 제한점 및 제언 56