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Asian J Beauty Cosmetol > Volume 15(3); 2017 > Article
블루베리 추출물의 모발 염색 및 견뢰도 연구

요약

목적

본 연구는 블루베리 추출물의 안토시아닌 색소를 이용한 모발의 천연 염색 가능성을 알아보고자 하였다.

방법

블루베리 추출물의 안토시아닌 최대흡수파장에서 염색 온도, 염색 시간 및 pH를 변화시켜가며 염착도와 색 변화를 관찰하였으며, 몇 가지 매염제를 사용하여 매염 방법 및 매염제 농도에 따른 매염 효과와 세정 견뢰도를 관찰하였다.

결과

블루베리 추출물의 안토시아닌 최대흡수파장은 520 nm로 나타났다. 모발 염색시 염색 온도와 염색 시간이 증가할수록 염착도(K/S) 가 증가하고, 명도(L*)가 감소하였다. 이때 염착도는 21.639–58.968였다. 염착도 차가 크면서, 안토시아닌의 고유한 색상을 반영하는 적색도(a*)가 큰 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min을 블루베리 추출물의 표준 염색 조건으로 설정하였다. 안토시아닌 염제가 pH에 특히 민감하게 반응하고 대부분 pH가 증가함에 따라 염착성은 급격히 감소하였다. 산성에서는 적색도가 증가하고, 알칼리에서는 황색도(b*)가 증가하는 것으로 나타났다. 모발 염색시 매염 방법(선매염, 동시매염, 후매염)에 따른 염착량 변화는, 매염제 중 FeSO4, MgSO4, MnSO4, CuSO4, CH3COOH, Co(NO3)2, CaCO3, Na2CO3는 선매 염, AlK(SO4)2 은 후매염이 효과적으로 나타났다. 매염제 농도에 따른 염착도 변화는 FeSO4는 1%에서 69.665, CuSO4는 5, 15%에서 59.515, AlK(SO4)2 와 Co(NO3)2는 20%에서 각각 66.555와 63.127로 가장 높게 나타났다. 컬러 전용 샴푸제 를 사용하여 0–20회 반복 세정시 염착량은 46.333–21.098로 세정 후 염착량 차는 평균 16.911로 나타났다.

결론

이상 의 연구 결과를 통해 블루베리 추출물의 안토시아닌 색소는 인간의 모발에 적용 가능한 천연 다색성 염료로 사용이 가능하 리라 사료된다.

Abstract

Purpose

The purpose of this study is to examine the possibility of natural hair dyeing using anthocyanin pigments from blueberries.

Methods

The hair dyeing and color change of blueberry extracts were measured at the maximum absorption wavelength of anthocyanin by varying dyeing temperature, dyeing time, and pH. Several mordants were used, and the mordanting effects and colorfastness were investigated in accordance with the mordanting method and mordant concentration.

Results

The maximum absorption wavelength of anthocyanin in the blueberry extracts was 520 nm. As the dyeing temperature and dyeing time increased, the dye uptake (K/S) increased and lightness (L* ) decreased; the K/S were in the 21.639–58.968 range. The most effective condition for hair dyeing using anthocyanin pigments was 40°C for 40 min. Anthocyanin pigments are especially sensitive to pH, and K/S decreased with increasing pH. It was found that the redness (a*) increased in acid and the yellowness (b*) increased in alkali. Based on the K/S value only, pre-mordanting was effective for FeSO4, MgSO4, MnSO4, CuSO4, CH3COOH, Co(NO3)2, CaCO3, and Na2CO3, and post-mordanting was effective for AlK(SO4)2. The changes of K/S values at mordant concentrations were 69.665 for 1% FeSO4 and 59.515 for 5% and 15% CuSO4. AlK(SO4)2 and Co(NO3)2 showed high K/S changes of 66.555 and 63.127 at 20%, respectively. The colorfastness to washing was decreased with repeated shampooing. The K/S was in the 46.333–21.098 range, and the K/S difference was 16.911 after washing.

Conclusion

Extracts from blueberries may be useful to be used as a hair dye.

中文摘要

目的

探讨蓝莓提取物的花色苷色素(anthocyanin)作为天然染发剂的可行性。

方法

在蓝莓提取物的花色苷色素的 最大吸收波长下, 根据染色温度、时间以及pH的变化,观察染色量和颜色变化。采用几种媒染剂,根据不同媒染方法 和媒染剂浓度,观察其媒染效果和洗色牢度。

结果

蓝莓提取物的花色苷色素的最大吸收波长为520 nm。 染发时,随 着染色温度和时间的增加, 染色量(K/S)增加,而亮度(L* )下降。这时,染色量为21.639–58.968。蓝莓提取物的 标准染色条件设定为温度40℃,染色时间40 min。在这种条件下,染色量差距较大以及反映花色苷色素固有颜色的红 度(a* )值较大。花色苷色素媒染剂对pH值特别敏感,大部分随着pH值的增加,染色性急速降低。 在酸性条件下, 红度(a*)增加; 在碱性条件下,黄度(b* )增加。染发时, 根据媒染方法(预媒染、同时媒染、后媒染)染色量 产生变化,当媒染剂中 FeSO4 、 MgSO4 、 MnSO4 、 CuSO4 、 CH3 COOH、 Co(NO3) 2 、 CaCO3 、 Na2CO3 等被选为预媒 染, AlK(SO4)2 被选为后媒染时, 染色量的变化具有显著效果。根据媒染剂的浓度,染色量的变化分别为69.665(1% FeSO4 ),59.515(5、15% CuSO4),66.555(20% AlK(SO4)2), 63.127(20% Co(NO3)2),其中 20% AlK(SO4)2 和 20% Co(NO3)2 的染色量的变化最高。利用专用洗发水反复清洗0-20次后,其染色量为46.333–21.098,清洗后,平均染 色量差为16.911。

结论

从以上的研究结果中得出,蓝莓提取物的花色苷色素可以作为天然多色性染料使用。

Introduction

최근 들어 현대 의학의 발전으로 인간의 수명 연장과 삶의 질적 향상이 이루어짐에 따라 건강한 삶에 대한 중요성과 외모의 아름다움에 대한 욕구가 증가하게 되었다. 이처럼 나이보다 더 젊고 아름다워 보이기 위한 욕구는 적은 비용으로도 큰 효과를 기대할 수 있는 모발 염색에 대한 관심으로 나타나고 있다. 모발 염색 시 가장 많이 사용하는 영구 염색제에는 p-페닐렌디아민(p-phenylenediamine, PPD), m-아미노페놀(m-aminophenol), o-아미노페놀(o-aminophenol) 및 레조시놀(resorcinol) 등의 성분이 포함되어져 있는데(Lee & Chang, 2011), 특히 PPD는 피부발진, 습진, 두피에 염증을 유발하여 알레르기성 접촉피부염을 일으키며, 심할 경우 얼굴 부종과 동통성 타박상이 발생하거나 가려움증, 안구 통증, 시력 손상, 두피질환 및 탈모 등 부작용을 유발한다(Lee & Park, 2012). 또한 영구 염색 과정에서 큐티클층으로 화학물질의 침투를 위하여 사용하는 pH 9–10정도의 암모니아 용액은 원하는 색깔을 얻을 수는 있지만 모발 손상을 일으킨다(Lee & Chang, 2011). 모발의 갈라짐, 끊어짐과 같은 모발 손상이 발생하면 회복이 불가능하여 이는 잘라냄으로써 제거된다(Chae et al., 2010).
천연 염료는 다양한 색상의 변화를 추구하기가 어렵고 견뢰도 및 재현성이 떨어지는 단점이 있으나, 합성염료에 비해 자연스런 색감과 인체에 독성이 없고 환경오염물질을 적게 배출한다는 장점으로 인하여 영구 염모제의 대안으로 떠오르고 있다(Ali et al., 2009; Jung et al., 2008). 최근 천연 염료에 대한 연구 가운데 다색성 염료인 안토시아닌(anthocyanin) 색소는 다양한 매염제로 사용될 뿐만 아니라, 매염 조건 및 매염 방법을 선택함으로써 단일색소로도 다양한 색상을 구현할 수 있어 모발 염색에 적용 가능하다고 보고되었다(Choi & Park, 2016; Jang & Park, 2015).
블루베리(blueberry)는 진달래과(Ericaceae) 산앵두나무속(Vaccinium)에 속하는 관목성 식물로 전세계적으로 400여종이 있으며, 주로 북미지역에 분포하고 있다(Choi & Shin, 2015). 북미에서는 북부 하이부시 블루베리(Vaccinium corymbosum), 로우부시 블루베리(Vaccinium angustifolium) 및 래빗아이 블루베리(Vaccinium ashei) 등 세 종류가 상업적으로 재배되고 있으며(Westwood, 1993), 우리나라에서는 과실의 품질이 뛰어난 북부 하이부시 블루베리가 주로 재배되고 있다. 블루베리가 함유하고 있는 안토시아닌, 플라보노이드(flavonoid), 라이코펜(lycopene)은 항산화(Choi & Shin, 2015; Jeong et al., 2008; Lim et al., 2015; Song et al., 2014; Su & Chien, 2007), 항당뇨(Martineau et al., 2006), 항암(Jang et al., 1997; Lee & Kang, 2008) 및 시력강화(Seo & Ryu, 2012) 효과가 있다고 보고되었다.
블루베리를 이용한 모발 염색 및 매염 효과에 대한 연구는 미흡한 실정이나, 견직물의 자초 염색 시 합성 타닌(tannin)을 매염제로 사용한 결과 염색 효과와 견뢰도가 향상된다고 보고되었다(Park et al., 2008). 따라서 본 연구에서는 인체에 유용한 블루베리의 안토시아닌 색소를 염색 온도, 염색 시간, pH, 매염제 종류, 매염 방법(선매염, 동시매염, 후매염), 매염제 농도에 따른 모발 염색성 및 견뢰도를 조사하여 모발에 다양한 색상을 구현할 수 있는 염제로서의 가능성을 알아보고자 하였다.

Methods

1. 연구 재료

본 실험에 사용된 블루베리는 냉동제품(Blueberries; Tesco, Chile)으로 구입하였으며, 저온압착방식의 착즙기(HE-DBF04; Hurom, Korea)를 이용하여 추출한 후 염제로 사용하였다. 모발시료는 18세 버진헤어(virgin hair) 전체 모발 길이 18 cm에서 모근쪽에서 10–15 cm를 채취하여 실험에 사용하였다. 모발시료의 탈색은 파우더 타입의 1제(Promaster Powder Bleach; Hoyu, Japan)와 6% 과산화수소(Pro-oxide; Hoyu)를 2제로 사용하여 1제와 2제를 1:1 비율로 혼합하여 사용하였다. 실온 25℃에서 자연 방치 후 30 min 간격으로 3회에 걸쳐 명도 10레벨로 탈색시킨 다음, 탈색이 끝난 시료는 증류수를 흘려서 수세하고 자연 건조하였다. 탈색된 모발은 진공 팩에 넣어 보관 후 시험에 사용하였다.
탈색된 모발시료의 상단 부분을 스와치(swatch)로 글루건(glue gun)을 사용하여 한 시료 폭당 1 cm 길이로 만들어 염색 온도별 염색 시간과의 염색성에 15개, pH에 따른 염색성에 8개, 매염제별 매염 방법에 따른 매염 효과에 27개, 매염제 농도에 따른 매염 효과에 20개, 세정 견뢰도에 3개를 제작한 후 진공팩에 넣어 암실에 보관 후 사용하였다.

2. 연구 방법

1) 안토시아닌의 최대흡수파장

블루베리 염액으로 염색된 모발시료를 분광측색계(JS-555; Color Techno System, Japan)로 400–700 nm 사이에서 10 nm 간격으로 측정하여 안토시아닌 색소의 최대흡수파장을 결정하였다.

2) 염색 온도 및 염색 시간에 따른 모발 염색 효과

블루베리 추출액 15 mL에 모발시료를 담가 항온수조에서 온도를 25, 40, 60℃로 하고 각각 10, 20, 40, 60, 80 min동안 염색하였다. 염색된 모발은 흐르는 증류수에 수세하여 자연 건조하였고, 염색 전, 후 모발시료의 색 변화량을 관찰하기 위하여 분광측색계와 분광측색계 Reader (ver 1.01; Daego, Korea)를 사용하여 측정하였다. 분광측색계로 안토시아닌의 최대흡수파장에서 시료의 X, Y, Z 값을 측정하고 CIE Lab 색차식을 이용하여 L-value (lightness; 명도), a-value (redness; 적색도), b-value (yellowness; 황색도) 값을 3회 반복 측정하여 평균 값으로 나타내었다(Shin & Park, 2014).
L*=116YYn13-16a*=500XXn13YYn13b*=200YYn13ZZn13
K/S (dye uptake: 표면염착농도)는 안토시아닌의 최대흡수파장에서 R (분광반사율) 값을 평균으로 산출하여 Kubelka-Munk식에 의하여 값을 구하였다(Shin & Park, 2014).
K/S= 1-R22R
K, 염색물의 흡수계수; S, 염색물의 산란계수; R, 분광반사율

3) pH 변화에 따른 모발 염색 효과

블루베리 추출액 15 mL에 pH Meters (Thermo Fisher Scientific, USA)와 pH 조정제로 NaOH (Duksan, Korea), H2SO4 (Duksan)를 사용하여 pH 3–10 범위로 pH를 조정하였다. 각각의 pH에서 블루베리 추출액의 최적 염색 조건인 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min으로 염색한 후, 분광측색계로 안토시아닌의 최대 흡수파장에서 pH 변화에 따른 모발 염색 효과를 측정하였다.

4) 매염 방법에 따른 모발 염색 효과

0.1 M 농도의 매염제 FeSO4, MgSO4, MnSO4, CuSO4, AlK(SO4)2, CH3COOH, Co(NO3)2, CaCO3, Na2CO3 (Duksan)을 사용하여 선매염, 동시매염, 후매염을 실시한 후, 블루베리 추출액의 최적 염색 조건인 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min에서 염색하고 분광측색계로 안토시아닌의 최대흡수파장에서 매염 방법에 따른 모발 염색 효과를 측정하였다.

(1) 선매염

각각의 매염제 15 mL에 모발시료를 담근 후 상온에서 30 min간 매염 처리한 후 흐르는 물에 수세하고, 자연 건조한 후 염액 15 mL에 모발을 담그고 40℃, 40 min간 염색한 후 흐르는 물에 수세하여 자연 건조하였다.

(2) 동시매염

염액 15 mL와 각각의 매염제 15 mL를 혼합한 다음 모발시료를 담근 후, 40℃, 40 min간 염색한 후 흐르는 물에 수세하고 자연 건조하였다.

(3) 후매염

염액 15 mL에 모발시료를 담근 후 40℃에서 40 min간 염색하고 흐르는 물에 수세하여, 자연 건조한 후 각각의 매염제 15 mL에 모발을 담근 후 상온에서 30 min간 자연 방치한 후 흐르는 물에 수세하여 자연 건조하였다.

5) 매염제 농도에 따른 모발 염색 효과

1 M 농도의 매염제 FeSO4, CuSO4, AlK(SO4)2, Co(NO3)2 를 1, 5, 10, 15, 20%로 희석하여 선매염을 실시한 후, 블루베리 추출액의 최적 염색 조건인 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min에서 염색하여 분광측색계로 안토시아닌의 최대흡수파장에서 매염제 농도에 따른 모발 염색 효과를 측정하였다.

6) 세정 견뢰도

세정 견뢰도는 KS K ISO 105-C01의 세탁 견뢰도 시험 방법을 변형하여 측정하였다(Jeon et al., 2011). 시험 방법은 염색된 모발 시료를 A사 컬러전용 샴푸제를 사용하여 물 500 mL에 약 5 g을 희석하여 3 min간 손으로 세척하고, 수돗물에 좌, 우로 20회씩 흔들어 수세하는 방법으로 세정한 다음 자연 건조 후 각각의 모발시료를 분광측색계로 측정하였다(Jeon et al., 2011).

Results and Discussion

1. 블루베리 추출액의 흡광도 측정

블루베리 염액을 희석하여 분광측색계로 400–700 nm 범위에서 흡광도(absorbance)를 측정한 결과 블루베리 추출물의 안토시아닌 색소의 최대흡수파장은 520 nm 였다. 이때 실험에 사용한 탈색된 모발시료의 L* 값은 17.955, a* 값은 0.620, b* 값은 4.893 그리고 K/S 값은 20.625이었다.

2. 염색 온도 및 염색 시간에 따른 모발 염색 효과

블루베리 염액의 염색 온도 및 염색 시간에 따른 모발 염색 효과는 Table 1과 같다. 블루베리 추출물의 안토시아닌 색소는 염색 온도와 염색 시간이 증가할수록 K/S 값은 증가하고, L* 값은 감소하는 것으로 나타났으며, K/S 값은 21.639–58.968로 나타났다. 이 결과는 동일한 추출법을 사용한 아로니아의 K/S 값인 68.255–76.266 (Kim & Park, 2014), 블랙베리의 K/S 값인 39.848–61.369 (Shin & Park, 2014), 포도 껍질의 K/S 값인 25.557–55.726 (Seo & Park, 2015)보다는 상대적으로 낮게 나타났으며, 머루의 K/S 값인 15.229–44.519 (Choi & Park, 2016), 오디의 K/S 값인 11.740–36.700 (Jang & Park, 2015) 보다는 높은 염착도를 나타냈다. 안토시아닌의 고유한 색상을 반영하는 a* 값은 염색 온도 40℃, 염색 시간 20 min에서 5.779로 가장 높게 나타났으나, 염색 시간 10 min과 20 min 간의 K/S 값 차이가 7.399로 낮게 나타났다. 그러나 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min에서는 염색 시간 20 min과 40 min 간의 K/S 값 차이가 18.062로 높게 나타나며, a* 값이 4.948로 나타났다. 이 결과를 바탕으로 염색 시간이 증가함에 따라 K/S 값의 증가 폭이 크면서, 안토시아닌의 고유한 적색이 강한 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min을 표준 염색 조건으로 결정하고 실험을 진행하였다. 이 결과는 Shin & Park (2014)의 오디 연구와 일치하였다.

3. pH 변화에 따른 모발 염색 효과

블루베리 염액의 pH 변화에 따른 모발 염색 효과는 Table 2와 같다. 블루베리의 안토시아닌 색소의 pH 조성에 따른 색상 변화는 블루베리 원액의 pH와 유사한 pH 3에서 a* 값이 4.949로 가장 높고, K/S 값이 56.156로 가장 염착도가 높아 밝고 진한 적자색을 나타냈다. pH가 증가함에 따라 K/S 값은 낮아지고, 그 결과 L* 값은 증가하였다. a* 값이 감소하여 적색이 감소하였으며, pH 7–10에서는 안토시아닌 색소의 본래의 색이 퇴색하며 b* 값이 증가하여 황색을 띄게 되었다. 이 결과는 Choi & Park (2016)의 안토시아닌 색소의 pH 변화에 따른 염색 효과에서의 결과와 일치한다. 이로서 안토시아닌 색소는 pH가 색소 안정성에 많은 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. Kim et al. (2008)은 안토시아닌의 색소 안정성 연구에서 pH 4 이하의 산성에서는 안토시아닌의 색소 안정성이 유지되나, pH 4 이상에서는 급격히 색소 안정성이 파괴된다고 하였다.

4. 매염 방법에 따른 모발 염색 효과

블루베리 염액의 매염 방법에 따른 모발 염색 효과는 Table 3과 같다. 실험에 사용한 매염제 가운데 AlK(SO4)2 를 제외한 모든 매염제에서 K/S 값은 선매염이 가장 높게 나타났다. 매염제 중 FeSO4, MgSO4, CuSO4, CaCO3, Na2CO3는 선매염>동시매염>후매염으로 K/S 값이 나타났으며, MnSO4, CH3COOH, Co(NO3)2는 선매염>후매염>동시매염, AlK(SO4)2 은 후매염>선매염>동시매염으로 K/S 값이 나타났다.
FeSO4는 선매염시 진한 적갈색, 후매염시 엷은 적색을 띄는 진한 갈색, 동시매염시 엷은 적색을 띄는 엷은 갈색을 나타내었다. MgSO4 과 MnSO4는 선매염에서 밝은 적자색을 나타내었고, CuSO4는 선매염시 진한 적자색, 후매염시 엷은 보랏빛을 띄는 회색을 나타내었다. AlK(SO4)2는 선매염시 밝은 진한 적색, 후매염에서는 엷은 보라색을 나타내었다. CH3COOH는 모든 매염법에서 밝은 진한 적색이 나타났다. Co(NO3)2는 선매염에서 엷은 적자색이 나타났으며, 알칼리성 매염제인 CaCO3, Na2CO3는 선매염에서는 탁한 적색이 나타났으나, 후매염시 알칼리성에 의한 안토시아닌 색소의 본래의 색이 퇴색하여 염색 효과를 기대하기 힘들었다.

5. 매염제 농도에 따른 모발 염색 효과

모발 염색시 다양한 색상을 구현하거나 색소 안정성을 높이기 위해 사용하는 매염제는 중금속을 함유하고 있는 경우가 많다. 이러한 중금속은 두피를 통하여 흡수되어 머리카락과 손톱 등에 축적되어(Song, 1979), 문제성 두피 및 확산성 탈모증의 원인이 된다고 보고되었다(Lee et al., 2008). 그러므로 매염제 사용시 최소한의 사용이 필요하다. Song et al. (1999)은 황산구리, 황산제일철, 황산알루미늄, 주석을 매염제로 사용한 결과 매염 효과가 있다고 보고하였다.
블루베리 염액의 매염제 농도에 따른 모발 염색 효과는 Table 4와 같다. 이때 사용한 매염 방법은 Table 3의 결과에 따라, 대부분의 매염제에서 K/S 값이 가장 높게 나타난 선매염법을 사용하였다. FeSO4는 1%에서 K/S 값이 69.665로 가장 높게 나타났으며 농도가 증가하여도 K/S 값의 차이는 크지 않아, 진한 적갈색을 나타내는데 매염제는 1% 정도의 적은 양으로도 매염 효과가 나타났다. CuSO4는 5, 15%에서 K/S 값이 59.515로 가장 높게 나타났으며, 5% 이후 K/S 값은 차이가 크지 않아 적자색을 나타내는데 매염제는 5%면 충분하나, 15%에서 a* 값이 4.239로 상대적으로 높게 나타나 진한 적자색을 나타내고자 한다면 매염제 15%가 효과적이었다. AlK(SO4)2와 Co(NO3)2는 20%에서 K/S 값이 각각 66.555와 63.127로 가장 높게 나타나 진한 적색과 적갈색을 나타내었다.

6. 세정 견뢰도

블루베리 추출물을 이용하여 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min에서 염색한 모발시료 3개를 A사 컬러전용 샴푸제를 사용하여 물 500 mL에 약 5 g을 희석하여 3 min간 손으로 세척하고, 수돗물에 좌, 우로 20회씩 흔들어 수세하는 방법으로 5, 10, 15, 20회 샴푸한 결과를 Figure 1에 나타내었다. 이때 K/S 값은 46.333–21.098 범위에서 나타났으며, 세정 횟수가 증가함에 따라 K/S 값은 평균 16.911 감소하였다. 이 결과는 오디 추출물의 8.342 보다는 크게 나타났으며, 아로니아 추출물의 17.210, 머루 추출물의 22.272, 포도껍질 추출물의 31.917, 블랙베리 추출물에서 47.406 보다는 낮게 나타났다(Choi & Park, 2016; Seo & Park, 2015). 이 결과를 통해 블루베리 추출물을 모발 염료로 사용하려면 매염제의 사용이 필요하다고 판단되었다.

Conclusion

블루베리 추출물의 안토시아닌 최대흡수파장은 520 nm로 나타났다. 모발 염색시 염색 온도와 염색 시간이 증가할수록 K/S 값이 증가하고, L* 값이 감소하였다. 이때 K/S 값은 21.639–58.968이었다. K/S 값의 차가 크면서, 안토시아닌의 고유한 색상을 반영하는 a* 값이 높은 염색 온도 40℃, 염색 시간 40 min을 블루베리 추출물의 표준 염색 조건으로 설정하였다. 안토시아닌 염제는 pH에 민감하게 반응하고 pH가 증가함에 따라 염착성은 급격히 감소하였다. 산성에서는 a* 값이 증가하고, 알칼리에서는 b* 값이 증가하는 것으로 나타났다. 블루베리 염액의 매염 방법에 따른 K/S 값 변화는 선매염이 가장 높게 나타났다. 매염제 중 FeSO4, MgSO4, CuSO4, CaCO3, Na2CO3는 선매염>동시매염>후매염으로 K/S 값이 나타났으며, MnSO4, CH3COOH, Co(NO3)2 는 선매염>후매염>동시매염, AlK(SO4)2 은 후매염>선매염>동시매염으로 K/S 값이 나타났다. 매염제 농도에 따른 따른 K/S 값 변화는 FeSO4는 1%에서 69.665, CuSO4는 5, 15%에서 59.515, AlK(SO4)2 와 Co(NO3)2는 20%에서 각각 66.555와 63.127로 가장 높게 나타났다. 컬러 전용 샴푸제를 사용하여 세정방법으로 0–20회 반복 세정시 염착량은 46.333–21.098로 세정 후 K/S 값 차는 평균 16.911로 나타났다. 이상의 연구 결과는 블루베리 추출물의 안토시아닌 색소는 인간의 모발에 적용 가능한 천연 염모제로서의 가능성을 가지고 있으며, 매염제 사용시 다양한 색상 구현 및 염착도를 향상시킬 수 있어 천연 다색성 염료로 사용이 가능하리라 사료된다. 그러나 향후 안토시아닌 색소의 염색 재현성과 안정성을 확보하기 위한 연구가 체계적으로 진행되어야 할 것이다.

Acknowledgements

이 논문은 2016년도 남부대학교 학술연구비의 지원을 받아 연구되었음.

Figure 1.

Changes of K/S value of dyed hair with extracts from blueberry as washing shampoo.

To confirm the colorfastness of hair samples dyed with blueberry extracts, three samples were washed by shampooing at the indicated number. The absorbance was measured at 520 nm using a spectrophotometer. The colorfastness to washing was decreased with repeated shampooing. The K/S value was in the 46.333–21.098 range, and the K/S difference was 16.911 after washing. K/S, dye uptake.
ajbc-15-3-323f1.tif
Table 1.
Colorimeter values of hair dyed with extracts of blueberry in diverse dyeing temperature and time
Temperature (℃) Time (min) L* a* b* K/S
25 10 17.126 1.956 1.080 21.639
20 16.390 1.505 1.805 23.402
40 12.675 1.241 0.257 34.165
60 10.130 2.475 -0.438 48.178
80 9.811 2.016 -0.388 49.560
40 10 16.962 1.521 2.186 22.273
20 14.789 5.779 -1.696 29.672
40 10.844 4.948 -0.460 47.734
60 9.650 2.842 -0.166 52.570
80 8.634 2.159 -0.314 58.968
60 10 14.810 4.871 -0.564 29.158
20 12.879 4.216 -1.993 34.985
40 9.555 3.181 -1.187 52.438
60 8.968 2.561 -0.412 56.264
80 8.472 1.696 -0.235 58.802

L*, lightness (0–100); a*, CIE Lab-redness (±a); b*, CIE Lab-yellowness (±b); K/S, dye uptake.

Table 2.
Colorimeter values of hair dyed with extracts of blueberry in diverse dyeing pH
pH L* a* b* K/S
Not pH control dyeing fluid (3.23) 10.844 4.948 -0.460 47.734
pH 3 9.574 4.949 -0.626 56.156
pH 4 9.942 2.471 -0.450 49.213
pH 5 10.031 1.315 0.366 47.079
pH 6 16.681 1.134 2.047 22.394
pH 7 16.572 0.510 2.987 22.834
pH 8 16.842 0.449 3.624 22.703
pH 9 18.539 -0.134 4.863 19.694
pH 10 24.548 0.677 7.273 11.988

L*, lightness (0–100); a*, CIE Lab-redness (±a); b*, CIE Lab-yellowness (±b); K/S, dye uptake.

Table 3.
Colorimeter values of hair dyed with extracts of blueberry in diverse mordanting method
Mordant (0.1 M) Mordanting method L* a* b* K/S
FeSO4 Pre-mordanting 7.539 1.220 -0.458 66.133
Simultaneous mordanting 9.877 0.888 0.306 48.060
Post-mordanting 9.964 0.916 0.057 46.752
MgSO4 Pre-mordanting 10.306 2.948 -0.052 48.626
Simultaneous mordanting 10.497 2.126 0.150 45.613
Post-mordanting 10.870 2.439 0.190 43.955
MnSO4 Pre-mordanting 9.937 3.993 -1.019 51.282
Simultaneous mordanting 12.621 1.497 1.073 34.997
Post-mordanting 12.063 2.439 0.740 38.214
CuSO4 Pre-mordanting 8.782 3.018 -0.971 58.674
Simultaneous mordanting 9.451 1.887 -0.282 51.926
Post-mordanting 10.634 0.823 -0.807 42.499
AlK(SO4)2 Pre-mordanting 11.458 8.786 -1.254 49.195
Simultaneous mordanting 9.920 1.922 0.092 48.626
Post-mordanting 9.640 2.997 -1.764 50.654
CH3COOH Pre-mordanting 7.723 3.434 -0.412 68.298
Simultaneous mordanting 11.841 6.412 0.073 44.915
Post-mordanting 11.424 6.697 -0.291 47.397
Co(NO3)2 Pre-mordanting 8.660 3.336 -0.283 60.030
Simultaneous mordanting 13.080 2.344 0.070 33.774
Post-mordanting 11.641 3.202 0.132 41.053
CaCO3 Pre-mordanting 9.308 3.296 -0.561 55.398
Simultaneous mordanting 13.884 0.010 1.299 28.933
Post-mordanting 14.045 0.977 0.624 28.726
Na2CO3 Pre-mordanting 10.143 3.356 -0.440 49.679
Simultaneous mordanting 13.015 0.571 3.287 34.757
Post-mordanting 13.528 -0.178 2.657 31.076

L*, lightness (0–100); a*, CIE Lab-redness (±a); b*, CIE Lab-yellowness (±b); K/S, dye uptake.

Table 4.
Colorimeter values of hair dyed with extracts of blueberry in diverse mordanting concentration
Mordant (1 M) Mordant concentration L* a* b* K/S
FeSO4 1% 7.154 1.245 -0.450 69.665
5% 7.278 1.150 -0.486 67.634
10% 7.539 1.220 -0.458 66.133
15% 7.827 1.265 -0.385 63.319
20% 7.279 1.061 -0.653 68.075
CuSO4 1% 9.602 3.731 -1.054 53.114
5% 8.752 3.701 -1.150 59.515
10% 8.782 3.018 -0.971 58.674
15% 8.758 4.239 -1.584 59.515
20% 8.843 3.877 -1.186 59.008
AlK(SO4)2 1% 9.611 4.119 0.009 55.683
5% 10.777 7.452 -0.593 51.914
10% 11.458 8.786 -1.254 49.195
15% 10.423 7.051 -0.863 53.804
20% 7.846 3.115 -0.407 66.555
Co(NO3)2 1% 9.135 3.570 0.165 57.696
5% 8.628 3.066 0.040 60.379
10% 8.660 3.336 -0.283 60.030
15% 8.755 3.130 -0.287 59.515
20% 8.360 3.335 -0.199 63.127

L*, lightness (0–100); a*, CIE Lab-redness (±a); b*, CIE Lab-yellowness (±b); K/S, dye uptake.

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