（化学工程专业论文）洗发水配方优化.pdf

摘要 摘要 随着人们生活水平的提高，消费者对洗发水和洗发本身的要求正在发生着变化。除了 基本的美发护发目的外，消费者将越来越多地关注头发的健康以及洗发水的其他附加功 能，并希望能和自身性别、年龄、发质等个人条件密切吻合。特别是随着染发、烫发的增 加，对头发的护色的关注度己大大提高。本文特别针对越来越多的染发烫发消费人群以及 发质受到枫械损伤( 如热风、紫外线等) 的消费人群，对巽护色功效的洗发水配方进行优 化研制，以达到满足不断变化的市场需求，提高洗发水的附加值，进而增加公司产品的市 场竞争力的雪的。 本文从增加头发的颜色与保持头发的颜色两种机理出发，对护色洗发水的配方原料进 行优选，针对已经染过的头发进行色彩护理，研制了含半永久性染料的补色护色型洗发水； 针对的头发既可以是染过的头发也可以是未染过的头发，研制色素沉淀型洗发水；针对有 护色需求的普通消费人群发质进行护理，研制了高效护色调理洗发水。 j 应用所研制洗发水，对洗发水的修复程度、颜色保持、氦基酸含量三个主要性能指标 进行效果评估，结果显示与标准洗发水相比，补色护色洗发水配方l 对受损头发的修护效 果明显：鹗显增鸯爨了头发的颜色；头发中的胱氨酸与色氨酸的含量要毖标准洗发水处理过 的高；补色护色洗发水配方二对受损头发的保护效果明显，表面修复要强于标准洗发水； 对染后颜色有一定的增强；处理过的头发中的胱氨酸与色氨酸的含量要比标准洗发水处理 过的高；补色护色洗发水配方三与标准洗发水相比，对紫外线的防护煲| j 踞显要好；对雳紫 外线处理后的头发颜色有轻微的增加；发柬经紫外线处理后氨基酸的含量下降很小；补色 护色洗发水配方圜相比标准洗发水，对染后受损发质修护效果显著；器雾使不含补色成份， 但对染后颜色的保护还是比较明显；对染后头发中氮基酸含量有较好的防流失效果。 关键词：洗发水，消费者需求，修复，颜色保护，氨基酸含量 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h er i s i n go fl i v i n gl e v e l ，c o n s u m e r sd e m a n d so ns h 硼p o oa n di t sf u n c t i o na r e c h 繇棼鹋。b e s i s 也! eb 豁i c 凡粼粕鼗o f 嫩撼p o o ，躺w 懋e y 矗掩r e a s i 疆g l ye o 戤e m 鹬l 越y 沁 h e a l t t lo ft h e i rh a i r ，b u ta l s oe x p e c tt h a tt h es h 锄p o ot h e yu s ec a nm a t c hw e l lw i t ht h e i rg e n d e r ， a g e ，h a i r 泖e ，e 毫c e s p e c i a 王l y ，毫量l e 主re o n c e mo n 执。c o l o ro fd y e d 量l a 主fh a sb e e ns 逗n i 是e a n t l y g o i n gu p i i lt h i sp a p e r ，c o n s i d e r e dm ed e m a n do nc o l o ra d d i t i o na n dh a i rp r o t e c t i o n ，f o u rk i n d so f s h 黼p o ow e r 。d e s i g n o da n df o 凇u l a t e do p t i m i z e dw h i e ht a 瑁e t e ds u c 量lc o 璐u 撒e r s 诹mh a i r d 锄a g e db yd y i n g ，b l e a c h j n g ，h e a to ru ve t c f o 姗u l a lc o n t a i m n gh a l f _ p e 珊a n e n td y e a d 出e s s e do 珏d y e 痉h a i ra n d 参。强致滋a2a 鼓d3o o f 建鑫i 越n gl 渡eo 魁d y e do fn 曩_ 瞧l r a lh a i 鼹df b 爨曩u i a 4a i m e dt od e m a n d so fh a i rp r o t e c 乜o n 。 t h es h a 礅p o o sb a s e do n 也ef o f 程l u l aa b o v ew 。r ea p p l i e da n de v a l u a t e di nh a i rp e r f o f ! n a n e e a n ds h a d ea n da m o u n to f p r o t e i n t h er e s u l t ss h o w o d ，c o m p a r e d 谢mt h es t a n d a l r ds h a m p o o ，t h e s h a m p o ow i t l lf o n n u l a1c o u l da d dt h ev i s i b l ec o l o ra n di m p r o v et h e 锄o u n to fp r o t e i no nt h e d y e dh 氇i f ；镭es 魏撇p o o sw 主 ：h 氮曝n u l a2s 主j 2 墨i 蠡e 鑫建l ya f 凳c t o dd a m a g o dh a i ra 髓dw 蠢羹氮3 r 豫u l 鑫3 e s p e c i a l l yf b ru vd 锄a g e dh a i r t h es h a m p o ow i mf i o 吼u l a4h a dg o ( ) de f f e c to nt h ec h e m i c a l p e 鼬嵇d y e d 勉i f ie v e 鼓谢幽哦越d i 鲳c o l o fi 疆g r e d i e 墩s ，rh 越g o o de o l o rp e e t 主o n 褫dc o u l d p r e v e n tp r o t e i na m o u n tl o s i n go fm ed y e dh a i r k e yw o 薹d s ：照搬p o o ；e o 珏s 凝e f s 鑫。激a 芏l d s ；羚e o v e 掣；e o l o rp 约e e t i o 建；p t e i 秘躐。毽程 【l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导炜指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 孛不包含其他人已经发袁或撰写过的研究成果，也不包含拳人薏获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贾献均已在论文中作了瞬确的说瞬并表示谢意。 签名： 拳学位论文作者宽全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件静磁盘，允 许论文被查阚和借阕，可以将学位论文的全部或部分爽容缡入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、；亡编学位论文， 并且拳人电子文挡的内容争纸质论文妁走客撩一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 导师签名： 一鱼塑盘：兰：里 。一 霹。褰：暗。； 一一。 洗发水配方优化 第一章概述弟一早僦迎 1 1 中国洗发水市场对护色洗发水的需求 1 1 1 中国洗发水市场发展历史回顾及现状 洗发水是生活中必不可少的r 用品，随着生活水平的不断提高，人们对洗发水的要求 越来越高。它不仅仅需要具有好的清洗效果，还要求具有护理调理的功能。中国是目前世 界上洗发水生产量和销售量最高的国家，国内市场上的洗发水品牌超过3 0 0 0 个，沈发水 市场规模估计超过2 0 0 亿元，家庭洗发水年平均购买次数为5 次，中国洗发水成品产量达 到4 0 万吨。据赛迪顾问研究结果表明：2 0 0 6 年中国洗护发产品市场销售额达2 2 0 亿元 左右，但其中宝洁( 中国) 有限公司的洗发水市场就占到6 0 多。数据表明，中国洗发水市 场已经高度集中与垄断口1 。洗发水市场经过1 0 多年的洗礼，市场基本己被宝洁、联合利华、 丝宝集团、拉芳集团占去了8 0 左右；而好迪、采乐、蒂花之秀、飘影等二线品牌又抢占 了1 3 左右；剩下可怜的7 的市场，则被成千个三线、四线品牌博杀瓜分。整个洗发水市 场竞争之惨烈，实在是目不忍睹! 。u 。 更可怕的是，自2 0 0 6 年开始洗发水市场增长开始减慢，但是2 0 0 7 年竞争却并不减缓： 围城内的个个“亮剑”使出浑身解数，大有拼个你死我活的雄心与壮志：围城外的不少壮 士“亮剑”想方设法要杀将进来，也想进来分点蛋糕。 联合利华的“清扬：剑尖直指宝洁的“海飞丝”。“清扬”号称是法国清扬技术中心1 0 年的研究结晶，产品突破在于“他矿物群”去屑，拥有全球专利及临床测试验证，同时为 “他矿物群”进行了商标注册( t m ) 。产品宣传“深入去屑，治标治本”，而且推出首款专 为男士设计的去屑洗发露。 丝宝的“舒蕾”、“风影”、“顺爽 ：遥想当年，丝宝集团以“舒蕾”品牌的“红色风 暴”，和“风影”品牌的“绿色风暴”，与宝洁公司展开震撼的“终端大战”。丝宝集团最 终凭借全新的营销主张和终端销售，突出售点促销，将市场进行得如火如荼。丝宝公司最 终坐上了国内洗发水品牌的老大，同时也挤进中国洗发市场前三强。但是，庞大的销售队 伍和高昂的终端销售费用，加上管理的不到位，最终让丝宝消沉下去，一直到“小麦蛋白” 的推出才得以控制，而到2 0 0 5 年“全新包装、全新配方、全新香型”的新舒蕾全新登场， 舒蕾才开始回归终端，并在新形式下继续探求终端的新模式，目标是成就舒蕾的世乔品牌。 然而，惜日勇敢的“角斗士”在宝洁公司为首的洋品牌打压之下，怎么也找不回原来的感 觉，丝宝品牌生命之花怎么也没有以前那样“绽放”光彩。 2 月初，市场传出“丝宝牵手德国拜尔斯道夫”的重大消息：“丝宝”与“妮维雅”正 在恋爱丝宝试图通过“股权致换”的方式完成股票上市。 索芙特、霸王、章光l o l ：由于中国洗发水市场的竞争惨烈，素有“差异化”之称的 l 江南人学硕：学位论文 索芙特便从2 0 0 2 年起，剑走偏锋，推出中药“防脱生发香波”产品，通过大量的电视广 告、平面广告，以及强势的终端促销，终究成就索芙特成为中国防脱洗发水第一品牌， 同时也赚的盆满钵满。 从索芙特“防脱生发香波”产品成功里，霸王看到了赚钱的希望，从2 0 0 4 年起全 面跟进索芙特，推出“中药防脱 洗发露，并将霸王品牌定位为“中药世家”。2 0 0 5 年底， 霸王更是花费重金1 0 0 0 万邀请国际影星成龙做广告，全面演绎“中药防脱”产品。而一 直在专卖店的防脱第一品牌章光1 0 1 也无法抵挡“大卖场”的诱惑，也丌足马力进到全国 各零售终端。后面，紧接着采乐、名人、迪彩来了，最后把潘婷也给“忽悠”进来1 2 0 0 7 年，索芙特看到徒弟霸王的成功与超越，随即展开防卫反击战：一是在2 0 0 6 年花“大价钱”邀策划公司进公司，策划出“现代汉方”防脱；二是在2 0 0 7 年花巨资1 0 0 0 多万请出李连杰代言“现代汉方”防脱索芙特与霸王上演防脱“龙虎大战”。 拉芳、好迪、采乐、蒂花之秀、飘影：自2 0 0 3 年宝洁的“9 9 飘柔、射雕行动、c c t v 标王”拉开序幕后，中外日化品牌之间竞争由“层次化”转为“立体化”竞争趋势，引发 一级市场终端与二、三级市场通路资源的竞争，市场竞争更加激烈，终端渠道进入“肉博 战”谁拥有终端( 渠道) ，谁就拥有市场1 2 0 0 7 年，以拉芳、好迪、采乐、蒂花之秀、飘影为代表的中国流通洗发水品牌，遭遇 到比往年更加惨酷的竞争：一是多年成功的流通“会议营销”失灵了。一二级代理商对多 如牛毛的“会议营销”不感冒了，备吊，棹制造商投入巨大会务费用，却招不来大部分预先 邀请的代理商，自然定货的数量大打j ，亍扣；二是代理商的“胃口”越来越大，要求产品的 价格越来越低，而条件却越来越多还非常的苛刻，各种费用、返利、促销直把各品牌制造 商压玩了腰；三是以往流通领域靠广告而使产品“高打高走”的方法也不凑效了。代理商 面对产品的滞销、利薄和巨大的社会库存，都收小了胆子少进货；四是宝洁洗发水品牌“飘 柔”放下面子，首次在二、三级市场上演“1 0 送l 的“本土化”手段，让中国流通洗发 水品牌嗟叹不已，“飘柔”大有不让人活的感觉! 面对这样的市场，本土化企业如何生存及扩大市场份额，成为每个行业内人士所急需 解决的问题，跟着宝洁走下去，会一直生活在其阴影之下，差异化追求，则有可能是另一 阳光大道，在这种情况下，以护色为主要功能点的洗发水潜力十分巨大。 1 1 2 染发市场的急剧扩大，促进了护色产品成长 随着人们生活水平的提高，“洗发的次数增加”对洗水和洗发本身的要求也会有变化。 消费者除了基本的美发护发目的外，将越来越多地关注头发的健康以及洗发水的其他附 加功能，并希望能和自身性别、年龄、发质等个人条件密切吻合f 特别是随着染发、烫发 的增加，对头发的护色的关注度己大大提高。 头发的成分主要是蛋白质，比起别的蛋白质，毛发蛋白质是比较不活泼。但毛发对沸 水、酸、碱、氧化剂与还原剂比较敏感。在一定条件下，这些因素会损伤毛发。英国市场 观察员s c o b i e 评论说：“2 0 0 4 年英国染发剂市场产值增长了3 2 ，而8 7 的英国妇女在其 2 洗发水配方优化 一生的某个时段都会尝试染发，7 0 的妇女在过去的6 个月中已经把头发染了，其中绝大 多数想要继续保持她们头发的亮丽光彩。”欧莱雅专业品牌商m a t r i x 说“：在美图，6 0 的 妇女染发，她们中有三分之一的人表示，体会到染发的好处后最让她们关心的问题就是 保护所染的秀发。然而，这些妇女中仅有2 3 使用染发护理香波来保护她们的秀发。”川 在染发的过程中，不论是漂染还是条染，由于有大量碱性物质进入头发中，破坏了原 有的蛋白质和氨基酸，染后的头发会变得干枯，失去光泽和弹性。以往众多拉美国家的消 费者都习惯染发，而这恰恰是引起头发干枯、卷曲和无生气的主要原因。天然护发产品在 当今社会中广受消同时，亚洲人种秀发也有其独特的需求。亚洲消费者也意识到，由于染 发和烫发，会对其天生的直发发质造成损伤。这一认识随着市场变化而逐年加深，因此他 们也开始关注并使用深层修复护发产品。 b e a u t yg e n e s i s 公司的c a r s o n 先生称：“未来将是天然健康护发产品的天下。越来越 多的消费者在少年时就开始使用各种产品进行烫发、卷发和染发，可以预计，由于做头发 时会不可避免地损伤头发，消费者们在未来将会摒弃这些传统定型产品，而使用更多、更 天然、更健康的产品来展现他们自己所特有的魅力健康秀发。”3 d e l l i n g e r 女士认为： “越来越多的护发产品将重新从自然中汲取灵感，而不再只是依靠人工合成的化合物， 以后的加工过程可能只需要将天然原料进行简单混合，即可得到能够解决秀发困扰的新 产品。 6 1 最近美国全国范围内进行的一项调查表明，消费者对紫外线可能对头发造成的损伤有 相当高的认知度，1 0 0 2 名被调查对象中有6 l 的人表示他们知道阳光对头发有明显的损伤 作用。7 3 l - 1 3 目前国内外护色产品市场概况 由于有起过5 0 的妇女染发，越来越多的商家开始引入具有保护色泽和常常因染发而 导致头发干枯的润湿香波和护发素。欧莱雅公司正在推广色彩活性香波和护发素，露华浓 公司重新调整了它的c o l o r s t a y ( 色彩停留) 配方，同时m a t r i x 公司也推出了它的l o g i c s c o l o r e s e r v er e m o i s m r i z i n g ( 智能固色循环保湿) 香波。1 s h e m o n 评论说：“2 0 0 5 年是染发家族大放光彩的一年，每一个人都开始进入这一 领域。s h e e rb l o n d e 、b r i l l i a n tb m n e t t e 和r a d i a n t r e d 被大众品牌所复制，而其他品牌如欧 莱雅的e 1 v i v e 染色修护霜、夏士莲以及美国的潘婷、e x p r e s s i o n s 和安德鲁柯林也都有同样 的结果”。联合利华内部人士透露：夏士莲在2 0 0 5 年6 月份推出第一款大众品牌包括染 色富集洗发香波、护发素和完善乳液产品，这标志着联合利华开始进军染发修护领域，同 时给它们带来了3 0 0 0 万英镑的销售额。夏士莲产品包括浅黑深层栗子精华液、活性金黄 甘菊精华液和激情红肉桂富集液。t r e s e m 品牌推出一种单一的处理染发褪色“锁住染色” 的产品。紧接着2 0 0 5 年8 月份，a l b e r t oc u l v e r 公司的品牌v 0 5 也推出“抗褪色”系列 产品，包括洗发香波、护发素和日用“锁住染色”产品，这种产品应用了“抗褪色”技 术，可以在每根头发内部形成锁住颜色的屏障，尤其是对金黄色头发的人。v 0 5 也推出绝 浞南大学硕_ ：学位论文 对会发女寰瑟番波，结合了“抗褪色”技术，把甘菊和5 种维他余溶合进3 种产品孛：洗 发番波、护发素和亮丽润泽霜。德斯高公司也紧随其后推出了为黄色头发和浅黑色头发设 计的增强染发保护的d e 痖s em e a d 跚系列产晶。英国荚发品企业n e v o rs o 出i e 把专业护 色系列产品r o o tc o v e r u p 应用到黄色头发、浅黑色头发和不同程度的红色发丝上，也成 为大亮点。它能够临时掩饰发根的褥生，可以适用于任何通过染发调色后的发质，不论 是稀疏静或浓密的头发。不过，抗褪色的道路将会走多远呢? 魏i l i pk i 觳g s l e y 认必“：这 一领域具有巨大的开发潜力，还有更多的工作要做。褪色是一门复杂的学问，想要完全控 制它是不太可能的，可以选择的产品往往是一些深色的、除光的和涂层的产品等。 嘲 欧莱雅公司正在推广色彩活性香波和护发素，露华浓公司重新调整了它的 c o l o f s t a y ( 色彩停留) 配方，同时m a t r i x 公司也推出了它的l o g i c sc o l o r _ e 2 s e r v e r e m o i s t u r i z i n g ( 智能固色循环保湿) 香波。现在已不是那个将谈论女性发色视为一种禁忌 的时代了。想通过染发“返老还童”的人依赖染发用品遮盖花白的头发。许多年轻人则视 发色为时尚的附件，随心所欲地变化藿不同的发色。就连越来越多的男士也开始使用染发 剂。这个趋势不仅促成了如p a n 2 t e n ep r o vc o l o r 这样的固色番波和护发素的诞生，还成 为豢用染发用品市场如目中天静助推器。h 羽 王。2 头发的结构、颜色等表征性能 1 2 1 头发的结构 毛发是哺乳动物的特征之一，人类的毛发没有完全退化，身体不同部位还保留各种不 同琵发，如头发、眉毛、睫毛和汗毛等。 毛发本身不是活的器富，因丽不含有神经、血管或活细胞。鼍发对入有着多种的功熊， 其中包括：( 1 ) 机械性保护。( 2 ) 防紫外线。( 3 ) 调节体温。( 4 ) 触觉作用。( 5 ) 美化作 用。就外，还可通过毛发的鉴定确定觑型，测定各种微量元素来判断疾瘸状况。 ， 毛发的长短、质地、色泽因人而界，在同个人向上不同部位也不同，甚至同一部位 也可能有差异。在人体，毛发的生长和替换差非连续不断，而是呈周期性的。毛发来源于 毛囊的底部，毛囊显示出周期的活性，从而构成了毛发生长的周期性。毛发的生长循环可 分为三个阶段，即生长期、退行期和休止期。各毛囊独立进行周期性变化，邻近的毛囊并 不处于同一生长周期，呈菲丽步性。毛发的密度随性别、年龄、个体和部位焉异。成人男 子估计有5 0 0 万毛囊，其中1 0 0 万个在头部，约有1 0 万个在头皮部。前额和颊部毛囊的 密度为驱予和四肢的4 至6 倍。一般认为，毛囊的密度是先天生成的，至成年翘不能增添 新的毛囊数。 毛发的生长速度与部位有关，头发生长得最快，每日生长0 。2 7 o 4 衄，每月平均 1 9 c m ，其它部位约每天生长o 2 m m 。男性毛发生长速度一般较女性快，1 5 3 0 岁期闯生 长得最快，老年时头发生长减慢。夏季生长较快。毛发处于不同生长周期对外界刺激因素 反应也不同，x 射线照射或醋酸铊瑟赧可影响生长期豹毛囊，使所有在生长中的头发脱落； 4 洗发水配方优化 而刺激物，如乙醚、苯等不引起生长期毛发的脱落，而可使静止期的毛发脱落。毛发的生 长和休止周期性变化是由内分泌调节的，有人认为与卵巢激素有关。此外，营养成分对头 发生长也有影响，复合维生素b 会影响头发生长和表皮角化。用维生素a 处理牛皮癣时， 会导致脱发，其原因是维生素a 过量。1 头发的主要成分为角蛋白( 约占8 0 以上) ，它是由毛干和毛囊二部分组成。毛干可 分为毛小皮( c u t i c l e ) ，皮质( c o r t e x ) 和髓质( m e d u l l a ) 三层。毛小皮为毛干的最外层，由 3 层7 层毛小皮细胞围绕着毛干，每个毛小皮细胞的厚度为0 5 帅1 0 脚，长约4 5 啪， 毛小皮层的总厚度约3 啪5 胁，毛小皮细胞的结构又可分为上表皮，外表皮和内表皮， 其中上表皮和外表皮内含有丰富的高硫蛋白，能抵御外界物理和化学因素的影响。皮质紧 密地围绕着髓质周围。皮质细胞的直径约为2 胁3 ，皮质细胞由许多粗纤维，细纤维和 原纤维组成。原纤维的直径仅2 1 0 。帅是由2 股3 股a 2 螺旋的角蛋白组成：由许多 原纤维形成直径为8 1 0 3 啪的细纤维：再由许多细纤维构成粗纤维。上述这些纤维均被 包埋在由高硫蛋白组成的细胞基质中并组成非常紧密的纤维束，其角蛋白的组成中，低 硫蛋白占6 0 ，高硫蛋白占4 0 。皮质细胞的基质中含有色素颗粒，色素颗粒的多少决定 着头发的颜色。髓质位于毛干的中心，由2 层3 层多角形角化细胞组成。除髓质细胞的 角蛋白结构为b 2 折叠以外，毛小皮和皮质细胞的角蛋白结构均为a 2 螺旋。u “ 旧1 毛发和毛 囊的结构如下图所示。 图1 一a 生长期毛囊图1 一b 退行期毛囊 近年来的研究发现，除头发外有一层非极性脂质复盖以外，头发中还含有内部脂质， 它主要位于毛小皮细胞之间以及毛小皮与皮质细胞之间的细胞间隙中，称为细胞膜络合物 ( c e l l m e m b r a l l ec o m p l e x ，简称c m c ) n 引。c m c 的脂质分布占整个毛干纤维的5 7 ，是头发的 主要结构脂质，占头发质量分数的5 7 ，在毛小皮和皮质细胞之间的c m c 的厚度约为 2 8 n m 。c m c 脂质与蛋白质结合形成脂蛋白，能围绕头发纤维形成一个连续的网状结构，起 到对毛小皮细胞之间，毛小皮与皮质细胞之间的粘合作用。c m c 脂质与人表皮角质层脂质 类同，其主要组分为：c e r a m i d e s ，胆固醇硫酸酯，胆固醇，脂肪醇和游离脂肪酸。s a b i n e 等人研究了烫发后头发脂质的变化n 副。结果发现，未烫发的头发其c m c 的含量约占头发总 脂质的5 7 ，而烫发后头发中的c m c 含量下降至3 5 。n i s h i m u r a 等人研究了头发脂质与 敬南大学硕士学位论文 头发保漫的相互关系“引。结果表明，头发脂质中胆圄醇含量与头发中含水量成正比关系： 烫发与未烫发相比，烫发后头发胆固醇含量及水分含量均明显降低。 羔2 ，2 头发的化学组成与颜色 头发的主要成分是角蛋白，角蛋白是氨基酸组成的多肽链。头发的氨基酸组成受基因、 气候和饮食的影响。不同组织部位的成分也有差异，除蛋皇质外，头发还含有水分、艏质、 颜色、微量元素。其中微量元素是与蛋白质的支链或脂肪酸结合的，不是游离态的。 头发的颜色是发干细胞中颜料的质粒产生的。在皮质中大量颜料质粒产生头发颜色， 在髓质中也有质粒存在。在黑色素细胞内产生的颜料质粒位于真皮树突尖端部位，然后， 由象手指状的树突尖转移至新生成的头发细胞中。这些质粒本身是黑色素颗粒的最终产 物，原先是无色的，随着外移，所含色素会逐渐变深，头发的色调主要豳两种色素构戏： 真黑色素和类黑色素。真黑色素是黑色或棕色；类黑色素是黄色或红色。两者都是在酪氨 酸酶麴作用下，经一系到反应由酪氨酸生成的。头发变韪的过程包括发干色素的损失和毛 球酪氨酸酶活性的逐渐下降。 头发在紫外线照射后，发生褪色已经被事实所证实。棕色头发褪色是头发黑色素的氧 化漂白结果；黄金发的交黄褪色可解释为胱氨酸、酪氨酸和色氨酸基团的降解，产生黄色 和褐色的产物，也发现有组氨酸、赖氨酸和脯氮酸的降解，这是黄金发变黄的原因。在红 发和黄金发头发中占优势的类黑色素在棕发中瞧存在，椽发是含有浅色黑色素和较黑色的 真黑素。类黑色素的含硫量较真黑色素高。在长波紫外线和可见光的j 三射下真黑色素降解， 有超氧化物的形成。风b i e f “3 利用氟剽昂转换红外光谱和透射电子显微镜研究了头发的光 降解过程。实验结果证实，头发被日光或人造紫外线光源辐照盾，头发胞间髓质脆裂，表 皮层产生缺陷，脆裂，脱开，在内层出现多孔性；皮质细胞髓质出现大量小孔，色素与皮 脂分离。 l 。2 。3 头发的拉伸和弹性形变 影响头发负载伸长的因素很多，主要包括：1 ) 相对湿度或潮气含量；2 ) 纤维直径； 3 ) 温度；4 ) 化学处理；5 ) 紫外线照射等。如漂白作用会影响到二硫键和肽键，头发漂 自会使头发纤维的拉伸强度下降2 5 。烫发包捂二硫键减少和恢复的过程，据报道市售家 用烫发剂，在相对湿度6 5 时使湿发断发应力下降1 5 ，伸长2 0 的应力下降1 8 ；使干发 的断发应力下降? ，伸长2 0 的应力下降l l 。具氧化作用的染发剂，宙于过氧化氢麴存 在，般p h 为1 0 ，这对头发拉伸强度有影响，影响的程度取决于二硫键的破坏情况。单 独表露活性剩溶液对头发拉 审强度影响不大，健表蘑活性蠢| 作用与梳理头发时应力交替使 用则对头发拽伸强度有较大的作用。此外，紫外线和阳光辐射会引起二硫键的破坏，使头 发拉伸强度下降。 头发张力是表征头发机械性能下降情况的常用方法秘引，张力性质反映了纤维皮质的完 整性，因为纤维强度的降低一般是由对皮质区域的伤害所引起的。保护纤维强度的机制可 采用低分子量成分的活性肽秘饿，低分子量的活性肽可以进入纤维皮肤，保护其不受紫外线 6 洗发水配方优化 产生的自由基所带来的伤害。该过程是通过与肽内的胱氨酸残留物有关的自由基净化能力 而发生的。在没有肽时，来自头发角蛋白的胱氨酸会以相似的机制降解，因此胱氨氨酸含 量也可用来定量的表征头发纤维的强度。同蛋白质一样，氨基酸亦是营养活性物，低分子 质量的氨基酸主要可起保湿作用，也有研究表明，低分子的氨基酸也有刺激毛发生长的 作用乜0 。皮肤角质层内天然保湿因子( n m f ) 组成中4 0 为氨基酸，头发作为皮肤的衍生 物，同样不能缺少天然保湿因子。当头发内部缺少天然保湿因子时，头发会变得干枯易 断。烫发、梳理和拉伸损伤条件均可造成头发损伤，导致头发角蛋白的丢失。头发损伤包 括化学、物理等诸多因素，其损伤的表观常常是起保护作用的毛小皮鳞片翘起、或成裂纹 状，最终使皮质纤维断裂，而损伤的本质却是头发的结构和组分受到了破坏，最显著的表 现为头发角蛋白的丢失。比羽 角蛋白纤维最外层是由大约四分之三的蛋白质和四分之一的脂质构成，紫外线降解氨 基酸会导致角蛋白结构的片断化和表面角化细胞明显的结构性变化。紫外线引起的脂类降 解也会导致表面性质的变化。角质层膜的状态了头发纤维的磨擦性及头发的触摸感觉和梳 理性。这种物理变化使得头发表面变得粗糙，并可能直接与紫外线损伤头发后需要更大的 梳理力有关：使用梳理性测定来评定由于外部刺激引起头发角质层膜的任何变化，已经被 证明是检测紫外线引起头发损伤的灵敏方法。雎3 “1 1 2 4 头发损伤与头发角蛋白、脂质的相互关系 头发的表面状况对光泽度、可梳理性和柔软度等几种头发的主要性质有重要影响，一健 康头发的发干外表的无定形表皮鳞片是很平滑的，头发纤维因此有很好的亮光。平滑的表 面以规则的角度将光线反射，很少散射，显出高度的光辉。当头发受到损伤时，表皮的鳞 片会碎裂甚至完全脱落，这样会使头发表面引起很大程度的光散射，使头发显得暗淡无光。 色氨酸是一种存在于头发表面状况的灵敏指标，其入m a x 为2 8 0 n m ，消光系数( ) 在2 9 0 n m 时为4 5 0 0 m c m 。利用这一特性，p a n d e 和j a c h o 、v i c z 乜靶使用荧光分光光度法对自然老化 的头发和u v b 照射前后头发的色氨酸水平进行量化，以研究对头发的早期伤害。当暴露于 自然环境时，头发中的色氨酸发生自然降解。胱氨酸在和过氧化物溶液发生氧化反应时也 会形成双硫共价键，达到持久调理和修护头发的目的。美国专利4 2 7 9 9 6 9 号和4 3 9 0 5 2 5 号 中说明了半胱氨酸的角蛋白的应用雎6 2 7 1 。a l i s ar o d d i c k 1 9 等通过测量从纤维底部到顶 部各点处的色氨酸得到了证明。结果表明，离头皮距离越远，发射强度越小，由此可以说 明头发纤维的自然老化。因此，头发表面色氨酸含量的变化可以用来表征头发纤维表面的 老化程度，随着色氨酸含量的降低，我们的头发也越来越不健康。化学烫发可引起头发损 伤，它直接影响到头发中蛋白质的丢失驵8 2 引。於勤等定性和定量分析了烫发对头发的影响 和护发因子对损伤头发的修复作用。结果表明烫发一次即可导致蛋白质大量丢失，与未烫 发间存在显著差异( p 0 0 1 ) 。州 在现实生活中，城市环境的污染，紫外线辐照，烫发剂，染发剂，漂白剂以及头发 的整理( 洗头，吹风和梳理) 等均会不同程度地造成头发的损伤。这些作用通过多种机械 江南大学颀= l 学位论义 作用伤害头发纤维，如蛋白质和脂质的氧化，以及某些蛋白质的交联。这又会通过损害皮 质的内部结构而导致纤维降解、变弱，并通过损害纤维表皮使纤维表面变得粗糙。其中阳 光对头发造成的伤害最大，而紫外线对蛋白质和头发纤维的影响被公认为是最为有害的。 对纤维皮质内部的伤害有：将胱氨酸氧化成半胱磺酸，以及自由基引起的化学键断裂使头 发纤维弱化。纤维表面也会被氧化，胱氨酸和色氨酸等氨基酸残留物发生不可逆改性，导 致纤维表面的质地损失。这些伤害过程造成在同一根头发纤维上，发梢的情况比发根更差， 表现出那部分纤维由于时间较长而产生的严重磨损。h o t i n g 等人报道了人头发组分的光化 学变化o = 坨1 。他们将人头发分别置于u v b ，u v a ，可见光，红外光和日光下进行辐射。结 果发现，浅褐色头发在u v b 和u v a 辐射下，其胱氨酸含量明显减少；而黑头发仅在u v b 辐 照下其胱氨酸含量才降低；由u v b 和u v a 引起的脯氨酸和缬氨酸的降解程度，浅褐色头 发比黑头发要高；用薄层层析( t l c ) 法分离和测定头发的内部脂质，发现黑色和褐色头发 在脂质的光化学变化上有明显差异，就胆固醇和游离脂肪酸而言，其在可见光下辐照造 成的破坏要比在u v b 和u v a 大得多，头发中黑色素的存在可大大减缓头发中脂质的光化 学破坏。p a n d e 乜朝等人采用荧光分析技术监测了人头发在人工光源和自然日光条件下，角 蛋白中色氨酸含量的变化。发现色氨酸在2 9 5 n m 3 1 5 n m 的紫外光下极不稳定。易产生光 分解，头发经日晒雨淋也会导致色氨酸含量明显减少，同时角蛋白的结构也会发生化学 变化，例如，二硫键的氧化产生磺基丙氨酸。他们认为，头发中的色氨酸可以作为头发光 损伤的一个灵敏的标志物。聚硅氧烷一1 5 可减少天然未染头发和人工染色头发长时间暴露 于紫外线下发生的褪色作用，口列同时聚硅氧烷一1 5 可防止头发中氨基酸如胱氨酸和色氨酸 因紫外线引起的降解。眵q 1 2 5 亚洲人头发的性质特点 典型的亚洲人的头发是直的，发丝通常比较长，并且横截面更圆，由于是这种结构， 亚洲人的头发有缠绕、打结和断裂的倾向。日本、中国和印度妇女有一种留长发的偏爱， 因此头发在很长时期内暴露于环境条件，经常受到生硬而彻底的梳理，并且使用发针或发 夹将头发扭曲。甚至在新头发上都可以观察到的发梢分叉之类的损害，而化学处理可以使 其恶化。现在改变发色正在受到欢迎。因为亚洲人的头发颜色非常深，更难于吸收染发剂， 要染成一些时尚的颜色，需要更高程度的漂白，这些都将导致头发受到更大程度的损害。 r ：1 5 1 1 3 头发颜色损失原因：光老化与热损伤 保持头发颜色原理：抗光照与热保护；头发由光照所致的剥蚀现象，是光老化中最为 明显的特征之一，老化程度随湿度的变化而改变。头发在较高或较低湿度时光剥蚀损伤均 较严重，湿度为3 0 时，受辐照头发纤维的湿性弹性性质最不易受影响。长期暴露于阳光 下，头发还会变脆、僵硬和干燥，同时头发吸收水分的能力也下降。光照也可导致头发张 洗发水配方优化 力和伸展力的下降。光化学作用最为显著的特征是对头发的漂白作用：黑发暴露于模拟阳 光3 0 0 小时可见其漂白现象，金黄色发在光照下情况比较复杂，最初3 0 0 小时，头发变得 更黄，而3 0 0 小时到1 2 0 0 小时，漂白现象则更为明显。头发表面覆盖着鱼鳞状排列的毛 小皮，是头剥蚀过程中最易受损的部位，通过氨基酸分析可发现，对光损伤最为敏感的氨 基酸为色氨酸、胱氨酸和酪氨酸。防紫外线的护发品的效果，可通过头发中这类氨基酸的 含量加入评价，氨基酸含量越高，说明其保护作用越强。头发中的磺基丙氨酸是光降解的 产物，含量越高说明光损伤越重。u v b 辐照对浅棕色和黑色头发的毛小皮均有显著影响， 其中最为明显的改变是二硫键的断裂，表现为半胱氨酸量的降低。此断裂发生在半胱酸的 c c 或c s 键之间，相应的断裂产物为甘氨酸、丙氨酸和脱水丙氨酸。整根头发纤维的 氨基酸组成的不同，取决于太阳光的光谱特征和头发色素的类型。在u v b 和u v a 的照射下， 浅棕色头发的半胱氨酸的含量显著下降，并伴有甘氨酸的增加：而在黑发中半胱氨酸的含 量仅因u v b 的照射而下降。u v b 和u v a 的辐射对浅棕色发中的脯氨酸和颉氨酸的降解较为 黑发为强。 由上所知，阳光介导的头发颜色改变，浅棕色头发中的变化较黑发明显，最为突出的 光漂白作用发生在可见光范围内，然而，u v b 和u v a 辐射也可使浅棕色头发漂白。与黑发 相比，浅棕色发中的半胱氨酸、脯氨酸和颉氨酸均有明显的降解。 对于染好的头发，同样在受到紫外线、吹风受热、其他损伤的影响下，头发表面不可 避免的会受到损伤，毛鳞片容易打开或是被脱落，里面的染料颗粒会失落，这样颜色就会 慢慢的没有了；头发染后会由亲油转变为亲水性，在洗涤时，头发里含水量显著增加，这 样的吹风时一方面要不停的去翻头发，增加机械损伤的机会，另一方面，吹风时，头发受 到温度有时候能够达到水的沸点以上，在这种情况下，头发里的水份会沸腾，对头发的损 伤极大，造成氨基酸流失、毛鳞片翘起等问题。 1 4 护色的基本原理 因此对染后的护色处理，实际上就是加强对头发的护理，避免毛鳞片的打开以及抗紫 外线和热保护，也就是让头发在日常生活中有一定的防晒功能，从而达到护色的效果，这 方面其实有一点老产品新概念的意味，因为自己市场上的二合一洗发水都含有如阳离子瓜 耳胶、乳化硅油等成份，这样成份留在头发都会有一定的抗损伤、抗紫外线、热保护的作 用，近些年来，随着研究的深入，发现了很多新型原料如一些小分子阳离子季铵盐、含氨 基硅油的产品等对紫外线的防护及热保护，同时也加强了头发表面的护理，避免毛鳞片的 损伤。 1 5 配方设计 1 5 1 洗发水护色的基本原理 9 江南大学硕士学位论文 ( 1 ) 护色形式 护色一般分为两种形式：增加头发的颜色与保持头发的颜色两种方式。 ( 2 ) 增加头发的颜色的方式 增加头发颜色的方式可分为含染料的短暂性染发与含色素的色素沉着两个方面，通过 色素在头发的沉淀而显示出一定的颜色；其论理依据为：当头发的毛鳞片打开时，色素颗 粒会进入并被留下来，当沉淀到一定程度时，便会呈现出一定的颜色。这种方法的难点在 于怎样打开毛鳞片，色素颗粒的大小能够进入毛鳞片内，并且能够留下来，目前对此研究 已有一定的进展，在以下的论述中将会详细说明。 1 6 护色洗发水的基本配方结构 1 6 1 洗发水配方的基本原则 从成熟的做法来看，一般的洗发水配置都可能参考以下原则。撕 盯3 ： 去污能力适中，泡沫均匀丰富： 外观悦目，有珠光效果，香味清香迷人： 稠度适中： 产品呈微酸性，控制p h 值在6 7 之间，对皮肤无刺激性： 具有去屑止痒、护发等功能： 调理护理性能较好，能使头发柔顺光滑、容易梳理； 保湿性能好，防止头发干燥； 从产品原料来看，要达到这些效果一般会应用到这些原料：阴离子表面活性剂、两性 离子表面活性剂、非离子表面活性剂、乙二醇硬脂酸酯、阳离子调理剂、乳化硅油、保湿 剂、酸碱调理节剂、去屑剂、增稠剂、防腐剂、香精等，不同的体系与功能侧重点不同， 对原料的取舍会有所不同。2 1 6 2 。基础原料的选择 表面活性剂、乙二醇硬脂酸酯、酯碱调节剂、防腐剂、香精等成份是洗发水配方中不 可缺少的成份，这也是个基础配方的构成。其中表面活性剂中，阴离子表面活性剂由于 带有负电荷，对头发的吸附多，而很多护色成份带弱阳离子性，因此在护色产品就尽量避 免有阴离子表面活性剂，如果必需要用，也尽量用铵盐体系。其他原料则没有更多的要求， 这些原料的功能只是提供一个基础洗发水体系，即具有去污、泡沫能够基本功能。 1 6 3 护色原料的选择 ( 1 ) 染料色素 一些阳离子型的短暂型染料可以应用在洗发水或护发素中，针对染过的头发有补色或 重新上色的效果，相当于短暂性染发，不用时，会被洗去，这些色素不能与阴离子表面活 l o 洗发水配方优化 性剂复配。另外一些主是天然植物提取的色素如：指甲花、姜黄、藏红花、茄红素等，这 些色素的提取物具有抗氧化，固色( 色素沉淀) ，保护和维持发色，增强头发光泽度，同样 这些色素也最好不要与阴离子表面活性剂复配。还有一种就是普通的色素，通过在洗发时 毛鳞片打开，色素进入后沉淀下来，慢慢的显示出一定的颜色。 ( 2 ) 头发防晒剂 用在发用品的紫外线吸收剂必需能够直接吸收uv b 范围内紫外线的能力和与头 发表面作用的直接性，最大吸收波长为2 8 0 n m ，应用在洗发水中，能够直接作用于头发， 不能被完全洗去，并能吸附在头发表面，最好能够渗入头发，保护头发表面和皮质，主要 表现在防止机械损伤、防止头发里氨基酸的流失等方面，同时能够有热保护效果，在吹风 时能够避免更大损伤。目前应用在洗发用品中的外线吸收剂不是很多，主要原因在于普通 的紫外线吸收剂在洗发水中的分散性差，非常油腻，在头发上分散不均匀等缺点限制了应 用，目前相对较好的原料有：肉桂酰胺丙基三甲基氯化铵、p a r s o ls l x 等。 ( 3 ) 阳离子调理剂及硅油 阳离子调理剂与硅油对护色方面的保护一般从紫外线防护、热保护、头发表面护理等 方面进行作用。阳离子与硅油( 乳化) 作用在头发上是由其自己的性能决定的，从理论上 说，所有对头发有护理的产品都有较好护色性能，原因在于阳离子与硅油能在头发表面形 成均匀的膜，能够保护头发表面不被损伤，抚平毛鳞片，在这种情况下，头发对光线的反 射率高，抗机械损伤力强，表面张力大，水份不容易渗入到头发里层，这样下，头发近似 于一种理想的健康状态，发色自然能够相对保持长久。硅油能有效地降低梳理阻力，提供 柔软、光滑的感觉和亮泽的外观。防紫外剂越来越多使用于香波配方，防止己染头发褪色 和受损。已知阳离子聚合物能帮助这些活性物质的吸附。在配方的使用或冲洗过程中，它 们形成凝聚相( 聚合物一表面活性剂络合物) ，或存在于凝聚相中。锵。憎1 。凝聚相的形成以 及其性质影响到不溶性活性物和阳离子聚合物在蛋白质基质上的吸附h o 叫。阳离子调理剂 主有：羟丙基瓜耳胶三甲基氯化铵、聚季铵盐一1 0 、d b q 、g a 9 0 、聚季铵盐一4 等阳离子季 铵盐，硅油主要以乳化硅油的形式存在，如小粒径乳液聚合型( 1 7 8 5 ) 、大粒径机械乳化 型( 7 1 3 7 、氨基硅油型( 8 5 0 0 ，需乳化) 、氨基乳化型( 7 1 1 3 、m e 一8 6 ) 等。 ( 4 ) 其他辅助性原料 这些原料主要是营养保湿剂，应用在洗发水中主要起加强头发护理、增加头发的含水 量，提高头发的保湿能力，特别是染后的头发由于在染发过程中受到碱、氧化剂的处理， 头发的状态很差，用含有营养保湿剂的洗发水处理后，对头发有修护效果，从而达到辅助 护色的目的。 1 7 护色效果的评估方法 护色洗发水的效果评估主要是从护色机理方面去进行，从本文前面我们已经知道，头 发之所褪色主要是健康的头发受到破坏，这些破坏来处于紫外线、热、机械损伤、坏境污 滋南大学硕士学位论文 染等方面，嚣此对护色洗发水的效果评估的枫理亦是建立在此基磷上的，盘于发束褶比在 真人头上更易操作，也比较宜观，可以避免非客观因素的影响，因此，发束在发用品的评估 中比较常用，本研究所涉及的测试都为发束测试，测试项耳为头的颜色、氨基酸含量、头 发表面机械损伤保护；具体有： 王7 ，1 色茛仪法 用色度仪测量比较经过处理和未处理的两组发束在光照前后的颜色，评估其护色或补 色效果。 1 7 ，2 电子照微镜法 用扫播电子显微镜( s 麓) 戏察处理前后发丝纤维的表蘑形态、外观和退化程度，评馈 其防护效果，用英斯特朗梳理机测试不同参照洗发水处理过的发束湿梳干梳力的对比值。 王。7 3 荧光光谱、嚣p 己c 法 用萤光光谱分析处理前后头发中的色氨酸含量变化，用高效液相色谱测试精氮酸含量 变化来评估不同配方处理后的头发的抗紫外线效果。 1 2 洗发水配方优化