毛发弹力测定方法与流程

本发明涉及一种毛发弹力测定方法，更详细而言，涉及一种将毛发的一端固定到垂直面而利用毛发因重力从水平面倾斜的角度、距水平面的垂直距离及毛发的重量进行测定的毛发弹力测定方法。

背景技术：

已知毛发会因摩擦、热、物理切割、烫发、脱色、染色、日光等而受损。第一，在毛发因热而受损的情况下，在清洗毛发后进行干燥时，因干燥机所产生的热而水分蒸发干燥，从而毛发膨胀而发生变形，黑色毛发变色为茶褐色。并且，开始在毛发的皮质及水质中产生气泡而毛发失去弹性，毛发的表皮熔解。第二，毛发因烫发而受损的情况是因烫发液的处理不良、放置时间不足等而引起，会使毛发变脆弱，或在毛发中残留有碱或氧化剂的情况下，会引起角质蛋白(Keratin)的改质及黑色素的褪色。第三，除碱剂作为脱色剂发挥作用以外，由过氧化氢形成的黑色素发挥氧化脱色作用。如果在短期内反复暴露于脱色剂，则毛发反复膨润、软化或毛发的表皮变形而弯曲，从而成为受损的原因。最后，因太阳光线中的红外线及紫外线而毛发的角质蛋白受损或引起蛋白质改质。

通常，毛发由含有18种氨基酸中的半胱胺酸14％至18％的角质蛋白构成。这些角质蛋白在如水或中性溶剂的温和条件下为一种非常强的蛋白质，但会因如梳理、吹风机的热、染色、烫发等的过度的物理化学处理而容易受损。最近，因频繁的烫发、染色等物理因素、化学因素或环境因素等各种因素而毛发受损，因此产生毛发变粗糙、失去润泽而柔软性下降、摩擦力增加而毛发的整理变困难、毛发断开或发梢分叉等问题，同时产生毛发变细、失去弹性而无活力、塌陷且无曲线感的问题。

为了解决此种问题，持续研究用以在洗发时或洗发后改善毛发的柔软性，恢复并强化受损的毛发的产品，且尝试并开发各种方法而实用化。然而，实情为并无在开发应用到毛发的产品前可定量地将毛发的润泽、柔软性及弹性准确地数值化的方法。

对此，本发明人将用以测定毛发的弹力的方法着眼于与弹性体想要恢复成原来的状态的力及变形程度相关的物理定律即胡克定律而完成了本发明。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国公开专利公报第2013-0031670号“利用XRF进行的毛发用化妆品组合物中的硅的毛发吸附量测定方法”

技术实现要素：

[发明欲解决的课题]

现有的测定毛发弹力的方法如下。首先，在利用固持器将毛发的两个末端固定到拉伸强度测定设备后，进行拉伸而获得应力应变曲线(Stress-strain curve)结果，在所述曲线结果中获得弹性(N/m)。所述测定方法可获得拉伸结果，同时可定量地获得弹力结果，但无法考虑与毛发的质量、厚度及长度相关的变数，因此为了提高结果的可靠度，需对大量的毛发样品进行数次测定。并且，不仅难以将毛发固定到拉伸测定设备的固持器，而且需要相对较长的测定时间，故而存在利用大量的毛发样品进行数次测定时花费较长时间的问题。

本发明的目的在于以定量性数值导出毛发的弹力，本发明的另一目的在于既减少实验次数，又导出准确的测定值而更容易地提高结果的可靠度。

[解决课题的手段]

本发明是为了解决上述问题而提出，提供一种将毛发的一端固定到垂直面而利用毛发因重力从水平面倾斜的角度、距水平面的垂直距离及毛发的重量进行测定的毛发弹力测定方法。

更详细而言，本发明的毛发弹力测定方法包括如下步骤：i)将毛发的一端按照直角固定到垂直面的步骤；ii)所述毛发因重力而从水平面倾斜的步骤；iii)描绘所述毛发所固定的一端的第一切线及毛发的另一端的第二切线的步骤；iv)描绘从所述第一切线的延长线与所述第二切线的延长线相交的位置至所述毛发为止的垂线(perpendicular)的步骤；v)测定从所述垂线的垂足至所述水平面为止的垂直距离(y，米(m))的步骤；vi)描绘从所述垂线的垂足至所述毛发所固定的一端为止的直线的步骤；及vii)测定所述直线与所述水平面所形成的角度(θ，degree(°))的步骤；且通过下述数式2求出毛发的弹性(k，弹性系数(N/m))而测定毛发的弹力；

数式2)ky＝mg·sin(90°-θ)

(其中，m为毛发的质量(kg)，g为重力加速度(m/sec²))。

[发明的效果]

根据本发明的毛发弹力测定方法，与仅利用毛发相对于垂直面倾斜的角度定性地对毛发的弹性进行比较评估的现有的方法相比，还考虑毛发的重量及毛发所倾斜的垂直距离而通过数式算出毛发的弹性，因此可对准确的定量性数值进行比较分析。

并且，与为了在应力应变曲线(Stress-strain curve)的结果中提高可靠度而需对大量的毛发样品进行数次测定的现有的方法相比，本发明是通过数式算出定量性数值，因此具有可减少所需时间及努力的效果。

附图说明

图1是现有的测定毛发弹力的方法的图像。

图2是本发明的测定毛发弹力的方法的概念图。

图3是在本发明的测定毛发弹力的方法中应用三角函数的概念图。

图4是本发明的一实施例，且是为了测定毛发的弹力而将毛发固定到垂直面的作业图像。

图5是本发明的一实施例，且是为了测定毛发的弹力而利用相机进行图像化的作业图像。

图6是本发明的一实施例，且是在利用相机进行图像化所得的图像中应用本发明的测定毛发弹力的方法的作业图像。

图7是本发明的一实施例，且是通过测定毛发弹力的方法导出的结果的正态分布曲线。

具体实施方式

本发明涉及一种毛发弹力测定方法，更详细而言，涉及一种将毛发的一端固定到垂直面而利用毛发因重力从水平面倾斜的角度、距水平面的垂直距离及毛发的重量进行测定的毛发弹力测定方法。

如果在弹簧悬挂砝码，则会观察到因砝码的重量而弹簧拉长的情况。如上所述，包括弹簧在内的弹性体的变形程度与想要恢复成原来的形态的力、即弹性力成正比。与此相关，胡克定律(Hooke′s law)作为因外力(mg)而弹性体变形的程度(x)与想要恢复成原来的状态的弹性力(F_弹性力)在固定的外力范围内成正比的定律，以下述数式1)表示。本发明为了定量地导出毛发的弹性而应用适于所述弹性体的胡克定律(Hooke′s law)；

数式1)kx＝mg

(其中，m为毛发的质量(kg)，g为重力加速度(m/sec²))。

在本发明或本说明书中，毛发的“弹力”或“弹性”作为毛发想要从头皮表面以直角笔直地(Straight)支撑的毛发特性，在所述胡克定律中，与弹性系数即“k(刚性(Stiffness))”有关，与毛发想要从头皮表面保持直角状态而向重力的相反方向发挥作用的恢复力即F_弹性力存在差异。因此，本发明计算胡克定律的弹性系数“k”而测定毛发的弹力(弹性)。

并且，在本发明或本说明书中，毛发的质量(m)或重量(mg)为包括残留有涂布在实验对象样品的产品成分而大于实际毛发本身的质量的质量或重量的总括概念。

并且，在本发明或本说明书中，应用到数式的各个数值使用作为国际标准单位的国际单位制(International System of Units，SI)基本单位。

以下，参照本发明的优选实施例及附图，详细地对本发明进行说明。另一方面，为了明确本发明而省略与本发明的构成无关的内容，需要说明的是图中相同的参照符号表示相同的构成要素。

现有的，如图1所示，在将毛发的一端固定到垂直面的状态下，仅测定毛发所倾斜的角度而预测毛发的弹力，因此实情为无法获得毛发弹力的定量性结果。然而，本发明提出一种不仅测定毛发所倾斜的角度，而且测定毛发远离水平面的垂直距离及毛发的重量值而应用到本发明的变形的胡克定律来测定毛发的弹性的方法。

如果参照图2而更详细地对本发明的毛发弹力测定方法进行说明，则如下：首先，如果将毛发的一端a按照直角固定到垂直面V，则未固定的毛发的另一端b因重力而下垂，从而毛发相对于水平面H倾斜。在以此方式倾斜的状态下，在所固定的毛发的一端a描绘第一切线，在低垂的毛发的另一端b描绘第二切线，之后确定所述第一切线与第二切线的延长线相交的位置o而描绘至毛发为止的垂线(Perpendicular)。如果以此方式确定出垂线的垂足p，则以米m为单位测定从所述垂足的位置至所述水平面H为止的最短距离、即垂直距离y，并且描绘从垂线的垂足p至所述毛发所固定的一端a为止的直线而测定所述直线与所述水平面H所形成的角度(θ，(degree))。将所述角度应用到着眼于胡克定律所得的本发明的下述数式2)而定量地算出毛发的弹性(k，弹性系数(N/m))；

数式2)ky＝mg·sin(90°-θ)

(其中，m为毛发的质量(kg)，g为重力加速度(m/sec²))。

作为本发明的一实施例，为了测定毛发的弹力，确定距从所述第一切线A与第二切线B的延长线相交的位置o垂画垂线所得的位置p的垂直距离y，但所述垂直距离作为表示毛发因重力而远离水平面H的程度的尺度，只要为可客观地对测定对象毛发进行比较的距离，则可设定任一位置。例如，在本发明中，垂直距离y也可为从毛发总长度(ab)的中间位置(1/2ab)至水平面H为止的垂直距离。

图3是用以说明本发明的用以测定毛发弹力的数式1)从胡克定律变形而来的依据的图，在将图2的垂直面V假设为头皮的表面，且将线段ap假设为毛发时，为了从头皮的表面V保持直角状态的毛发ap因重力而倾斜“θ”，因此头皮的表面V与毛发ap所构成的角度为“90°-θ”。为了将所述胡克定律应用到毛发弹力测定方法，本发明导入sin函数，如果毛发的弹力优异而90°-θ接近90°、即θ越收敛为0°，则sin(90°-θ)≈1。相反地，如果弹力较差而90°-θ接近0°、即θ越收敛为90°，则sin(90°-θ)≈0。

为了验证本发明的毛发弹力测定方法，执行<实施例1>的步骤。

<实施例1>

准备标准毛发(制造公司：日本Beaulax公司)

上述日本Beaulax公司按照标准基准制造各种毛发(实际人体毛发)，因此可由本实验中所使用的标准毛发代替实际人体毛发而应用。

设定一次测定时所需的毛发数量

为了测定本发明的毛发的弹力，能够以1根或2根至5根的毛发为样品，但通常人体头皮毛孔中统计形成有3根以下的毛发，因此优选为使用3根实施测定。以下，为了与人体毛发条件相同，使用3根进行毛发弹力测定试验。

弹性测定

图4至图5是本发明的一实施例，如图4所示，将所述3根毛发的一侧末端按照直角固定到作为垂直面的墙壁而使毛发因重力从水平面H倾斜。如图5所示，利用相机将此种状态图像化。以按照上述方式图像化所得的照片为基准而像图6所示一样从毛发所固定的起始点描绘第一切线，且从毛发未固定的另一末端描绘第二切线而确定各切线的延长线相交的位置。在从所述位置垂画垂线而确定与倾斜的毛发相接的位置(垂线的垂足)后，测定从所述位置至固定毛发的位置的水平面为止的垂直距离y，利用直线连接所述位置与固定所述毛发的位置之间而测定所述直线与固定所述毛发的位置的水平面所形成的角度θ。

测定结果如下。

y＝0.01m

θ＝30°

m＝0.0000016kg

基于所述测定结果，应用所述数式2)求出毛发的弹性(k)。

k＝0.167mN/m

另一方面，增强毛发弹力的过程如下。为了增强毛发的弹力，利用弹力增强产品(例如，弹力洗发水)进行处理。因此，产品所具有的功效成分渗透及吸附到毛发的内部/外部而增强毛发的弹力，产品的功效成分有助于毛发可相对于头皮表面接近直角地支撑。其次，为了测定作为毛发弹力产品而利用本公司的毛发弹力增进洗发水进行处理前及处理后的毛发弹性，根据实施例2实施测试。

<实施例2>

为了测定与毛发的质量(m)或重量(mg)对应的弹性(k)，以水处理毛发(对照组)、使用毛发弹力增进洗发水进行一次处理的毛发(实验组1)及使用毛发弹力增进洗发水进行两次处理的毛发(实验组2)为样品而利用所述毛发弹力测定方法测定弹性。

[表1]

确认有效性

图7是通过反复进行多次实验而以正态分布曲线确认实施例2的弹性(k)值的结果的图。可确认到与对照组相比，使用弹力增进洗发水进行处理的实验组1及实验组2的毛发弹性增强，其结果验证出可通过20次左右的实验而在误差范围以内导出弹性的定量性数值。

即便是从同一束头发(Tress)或从同一人中获得的毛发，其粗细度、长度、形状也大不相同。弹力值受毛发形态的影响，故而一次弹力测定实验结果无法定义样品。因此，需进行多次测定，且需在统计上满足正态分布曲线。本发明的毛发弹力测定方法确认到对每个毛发样品进行20次实验而满足正态分布曲线。