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研究生:黃銘棋
研究生(外文):HUANG, MING-CHI
論文名稱:甘蔗皮天然色素用於染髮劑之研究
論文名稱(外文):The Research of Natural Pigment from Sugarcane Peel to Hair Dye
指導教授:林麗惠林麗惠引用關係
指導教授(外文):LIN, LI-HUEI
口試委員:陳耿明王鴻榮蔡燕鈴
口試委員(外文):CHEN, KENG-MINGWANG, HONG-JUNGTSAI, YEN-LING
口試日期:2020-07-08
學位類別:碩士
校院名稱:萬能科技大學
系所名稱:化妝品應用與管理研究所
學門:民生學門
學類:美容學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:甘蔗皮天然色素界面活性劑染髮劑
外文關鍵詞:sugarcane peelnatural dyesurfactanthair dye
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綜觀目前市面上染髮劑,仍以有機化學合成為普遍大宗,其優點是原料取得成本便宜、化學色料穩定、染色效果再現性高及可以根據不同配色需求有多樣化選擇。但讓消費者擔憂的是,染髮劑當中所含的對苯二胺(p-Phenylenediamine;PPD),會有致癌的疑慮;若能以天然植物色素的染髮劑替代化學染髮劑,降低使用化學染髮劑對髮質的損害,相對減少因為使用化學染髮劑對自然生態所帶來的環境汙染。本研究以果皮廢棄物—甘蔗皮,作為主要天然色素來源,透過水煮加熱及溶液浸泡等方式溶出色素,再透過減壓濃縮萃取得到甘蔗皮的天然色素;再將該天然色素加入生物可分解的固色助劑,使用髮束進行染色測試,探討染色後的上色強度與染著力;由實驗結果可以得知,以甘蔗皮萃取液B一系列的均染度效果最佳。K/S力度值檢測發現,編號C1002所測得之K/S值最高,表示C1002染著力效果最佳。UV可見光光譜檢測染色殘液之結果,以編號C502吸光值最低,染著效果最好。水洗牢度實驗以編號B05在水洗6次後,具有最佳的水洗牢度。甘蔗皮天然色素染於真髮漂色髮束所呈現之棕色調,將來可用開發於染後護色洗髮精及護色護髮劑之應用。
Looking at the hair dyes currently on the market, organic chemical synthesis is still the most popular. Its advantages are cheap raw material acquisition costs, stable chemical colorants, high reproducibility of dyeing effects, and a variety of choices according to different color matching needs. But what worries consumers is that the p-Phenylenediamine (PPD) contained in the hair dye may cause cancer doubts; if the hair dye with natural plant pigments can replace the chemical hair dye, the use of chemical hair dyes can be reduced The damage of the agent to the hair quality is relatively reduced because of the environmental pollution caused by the use of chemical hair dyes to the natural ecology. In this study, sugarcane peel, the peel waste, was used as the main source of natural pigments. The pigments were dissolved through boiling and heating and solution soaking, and then the natural pigments of sugarcane peels were obtained by concentration and extraction under reduced pressure. Fixing aids, use hair tress for dyeing test, to discuss the coloring strength and dyeing force after dyeing; from the experimental results, we can know that the series of sugarcane peel extract B series has the best dyeing effect. The K/S strength value test found that the highest K/S value measured by the number C1002 indicates that the C1002 has the best dyeing effect. The result of UV visible light spectroscopy detection of the dyeing residue, with the lowest absorbance number C502, the best dyeing effect. The washing fastness test has the best washing fastness after No. B05 washing 6 times. The natural color of sugarcane peel dyed on the brown tone of real hair bleaching hair bundles can be developed in the future for the application of color care shampoos and color care conditioners.
目  錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 頭髮特性 4
2.2 毛髮損傷 5
2.3 染髮劑 6
2.3.1 暫時性染髮劑 7
2.3.2 半永久性染髮劑 7
2.3.3 永久性染髮劑 7
2.4 天然色素 8
2.4.1 甘蔗 10
2.4.2 天然色素萃取方式 11
2.5 界面活性劑之定義 13
2.5.1 界面活性劑之特性 14
2.5.2 界面活性劑種類與用途 14
2.5.3 木質素/葡萄糖界面活性劑 15
2.6 染色性測試 17
2.6.1 K/S值測色理論 19
2.7 紫外光/可見光光譜儀檢測 20
第三章 研究方法 21
3.1 實驗藥品與材料 21
3.2 實驗設備 22
3.3 實驗架構 23
3.4 實驗流程 23
3.4.1 甘蔗皮天然色素萃取方式實驗流程 24
3.4.2 髮束染色與色差儀之實驗流程 24
3.4.3 髮束染後殘液與紫外光光譜儀之實驗流程 25
3.4.4 髮束染後水洗測試與色差儀檢測之實驗流程 25
3.5 實驗方法 26
3.5.1 甘蔗皮天然色素萃取方法 26
3.5.2 不同萃取方式的甘蔗皮萃取液之染色實驗 29
3.5.3 不同濃度的甘蔗皮萃取液之染色實驗 35
3.5.4 紫外光/可見光光譜儀染色殘液檢測實驗 39
3.5.5 染色髮束水洗測試 40
第四章 結果與討論 42
4.1 染色性檢測 42
4.1.1 甘蔗皮天然色素用於真髮漂色髮術之染色效果 42
4.2 紫外光/可見光光譜儀檢測 49
4.2.1 染色殘液之紫外光/可見光光譜儀檢測 50
4.2.2 染色髮束水洗測試結果 56
第五章 結論 81
第六章 未來展望 82
第七章 參考文獻 83

表目錄
表2-1 頭髮主要結構說明 5
表2-2 毛髮損傷的主因 6
表2-3 永久性染髮劑成分說明 8
表2-4 非食用天然色素之植物物種 9
表2-5 天然色素萃取方式介紹 12
表2-6 界面活性劑種類與用途 15
表3-1 甘蔗皮天然色素染色液編號表 30
表3-2 甘蔗皮萃取液C(濃度0.05%)染色液編號表 36
表3-3 甘蔗皮萃取液C(濃度0.1%)染色液編號表 38
表4-1 分光色差儀分析(A系列) 42
表4-2 分光色差儀分析(B系列) 43
表4-3 分光色差儀分析(C系列,濃度0.01%) 44
表4-4 分光色差儀分析(C系列,濃度0.05%) 45
表4-5 分光色差儀分析(C系列,濃度0.1%) 46
表4-6 dE*(ab)值比較表 48
表4-7 K/S值比較表 49
表4-8 染料殘液之紫外光/可見光光譜結果 54
表4-9 A01水洗測試色差儀測量結果統計 56
表4-10 A02水洗測試色差儀測量結果統計 57
表4-11 A03水洗測試色差儀測量結果統計 58
表4-12 A04水洗測試色差儀測量結果統計 59
表4-13 A05水洗測試色差儀測量結果統計 60
表4-14 B01水洗測試色差儀測量結果統計 61
表4-15 B02水洗測試色差儀測量結果統計 62
表4-16 B03水洗測試色差儀測量結果統計 63
表4-17 B04水洗測試色差儀測量結果統計 64
表4-18 B05水洗測試色差儀測量結果統計 65
表4-19 C01水洗測試色差儀測量結果統計 66
表4-20 C02水洗測試色差儀測量結果統計 67
表4-21 C03水洗測試色差儀測量結果統計 68
表4-22 C04水洗測試色差儀測量結果統計 69
表4-23 C05水洗測試色差儀測量結果統計 70
表4-24 C501水洗測試色差儀測量結果統計 71
表4-25 C502水洗測試色差儀測量結果統計 72
表4-26 C503水洗測試色差儀測量結果統計 73
表4-27 C504水洗測試色差儀測量結果統計 74
表4-28 C505水洗測試色差儀測量結果統計 75
表4-29 C1001水洗測試色差儀測量結果統計 76
表4-30 C1002水洗測試色差儀測量結果統計 77
表4-31 C1003水洗測試色差儀測量結果統計 78
表4-32 C1004水洗測試色差儀測量結果統計 79
表4-33 C1005水洗測試色差儀測量結果統計 80

圖目錄
圖1-1 本研究之研究架構圖 3
圖2-1 毛髮結構示意圖 4
圖2-2 中國竹蔗(Saccharum sinense) 11
圖2-3 秀貴甘蔗(Saccharum officinarum) 11
圖2-4 木質素結構圖 16
圖2-5 葡萄糖結構圖 16
圖2-6 木質素/葡萄糖型固色劑之結構式 17
圖2-7 CIELAB色彩空間圖 18
圖2-8 K/S值測色原理 19
圖2-9 紫外光/可見光光譜儀 20
圖3-1 實驗架構圖 23
圖3-2 甘蔗皮天然色素萃取實驗流程圖 24
圖3-3 髮束染色與色差儀之實驗流程圖 24
圖3-4 髮束染後殘液與紫外光光譜儀之實驗流程圖 25
圖3-5 髮束染後水洗測試與色差儀檢測之實驗流程圖 26
圖3-6 水煮萃取甘蔗皮之實驗方式 27
圖3-7 甲醇溶液萃取甘蔗皮之實驗方式 28
圖3-8 甲醇+醋酸溶液萃取甘蔗皮之實驗方式 29
圖3-9 真髮漂色髮束染色實驗流程 30
圖3-10 甘蔗皮萃取液A(濃度0.01%)髮束染色流程圖 32
圖3-11 甘蔗皮萃取液B(濃度0.01%)髮束染色流程圖 33
圖3-12 甘蔗皮萃取液C(濃度0.01%)髮束染色流程圖 34
圖3-13 B系列與C系列染後對照圖 35
圖3-14 甘蔗皮萃取液C(濃度0.05%)髮束染色流程圖 37
圖3-15 甘蔗皮萃取液C(濃度0.1%)髮束染色流程圖 39
圖3-16 紫外光/可見光光譜儀染色殘液檢測實驗流程 40
圖3-17 髮束水洗測試流程圖 41
圖4-1 染後髮束照片(A系列,濃度0.01%)) 43
圖4-2 染後髮束照片(B系列,濃度0.01%) 44
圖4-3 染後髮束照片(C系列,濃度0.01%) 45
圖4-4 染後髮束照片(C系列,濃度0.05%) 46
圖4-5 染後髮束照片(C系列,濃度0.1%) 47
圖4-6 △E值比較圖 48
圖4-7 K/S值比較圖 49
圖4-8 甘蔗皮萃取液A染色殘液的吸光值變化 50
圖4-9 甘蔗皮萃取液B染色殘液的吸光值變化 51
圖4-10 甘蔗皮萃取液C(濃度0.01%)染色殘液的吸光值變化 52
圖4-11 甘蔗皮萃取液C(濃度0.05%)染色殘液的吸光值變化 53
圖4-12 甘蔗皮萃取液C(濃度0.1%)染色殘液的吸光值變化 54
圖4-13 染料殘液之紫外光/可見光光譜結果 55
圖4-14 A01水洗測試對照 56
圖4-15 A02水洗測試對照 57
圖4-16 A03水洗測試對照 58
圖4-17 A04水洗測試對照 59
圖4-18 A05水洗測試對照 60
圖4-19 B01水洗測試對照 61
圖4-20 B02水洗測試對照 62
圖4-21 B03水洗測試對照 63
圖4-22 B04水洗測試對照 64
圖4-23 B05水洗測試對照 65
圖4-24 C01水洗測試對照 66
圖4-25 C02水洗測試對照 67
圖4-26 C03水洗測試對照 68
圖4-27 C04水洗測試對照 69
圖4-28 C05水洗測試對照 70
圖4-29 C501水洗測試對照 71
圖4-30 C502水洗測試對照 72
圖4-31 C503水洗測試對照 73
圖4-32 C504水洗測試對照 74
圖4-33 C505水洗測試對照 75
圖4-34 C1001水洗測試對照 76
圖4-35 C1002水洗測試對照 77
圖4-36 C1003水洗測試對照 79
圖4-37 C1004水洗測試對照 79
圖4-38 C1005水洗測試對照 80
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[7]、[8]、[9] 光井武夫,新化妝品學,合記圖書出版社,p467-469,2004。
[10] 何振隆等,「天然植物染料的化學」,林業研究專訊,第24卷,第6期,p40,2017。
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[13] 陳建帆等,「臺灣非食用染料潛力植物初探」林業研究專訊,第25卷,第2期,2018。
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[19] 雷中方、陸雍森,「木質素混凝作用分析」,中國環境科學,1997;17(6):
[20] 霍淑平、孔振武,「木質素的化學改性及其在合成樹脂中的應用進展」,林產化學與工業,2009;29 (S):213–218。
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[22] 林麗惠、朱雅琪,「水溶性木質素/葡萄糖天然型固色劑染色與固色性質探討」,華岡紡織期刊,第24卷,第6期,P356 - 365,2017。
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