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문제 정의
- 영양학적 및 형태학적 변화에 관한 연구를 통하여 염모제 성 모발 손상에 대한 개선 방법의 기초 자료를 제시한 바 있으며, 하병조, 조판례 (2001)는 산화형 영구염모제의 탈색 및 염색효과에 관해 발표하였고 pH에 따른 탈색력의 효과, 염색에 대해 연구 발표한 바가 있지만, 탈색 및 염모제의 필수 성분인 과산화수소의 농도에 따른 모발의 손상 차이에 대해서는 아직까지 조사된 바가 없다. 따라서, 본 연구에서는 과산화수소의 농도변화와 탈색 시간이 모발의 손상정도에 미치는 영향에 관하여 고찰하였으며 탈색과정에서 모발의 손상 정도를 최소화할 수 있는 기본 데이터를 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 탈색과정에서 발생하는 모발의 손상 정도를 최소화하기 위한 조건을 찾기 위하여 건강한 모발에 대해 탈색제로서 과산화수소를 농도 및 시간별로 각각 처리한 후 모발의 손상 도를 역학적, 형태학적으로 조사하였다. 주사 전자현미경을 이용하여 모발표면의 형태학적 변화를 관찰하였고 인장강도 및 신도 실험을 통하여각 모발의 역학적 특성을 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
- 현미경 촬영 시 모발 시료의 파손을 막기 위해 진공이 온 코팅기(E-130, Hitachi, Japan)를 사용하여 모발 시료를 진공상태에서 20nm 두께로 silver coating을 하였다. Coating이 끝난 모발 시료를 주사전자현미경 (Field Emission Scanning Electron Microscope, S-4700, Hitachi, Japan)으로 12kV 조건에서 촬영하여 모발의 형태학적인 변화 정도를 관찰하였다.
- 각각의 농도와 시간 동안 처리된 모발을 인장강도 측정기인 Universal Testing Machine(AGS-1000D, Shimadzu, Japan)에 10cm 길이로 고정시키고 speed 30mm /min의 조건으로 모발이 파단 될 때까지의 인장강도(g)와 신도 (%)를 각각의 시료에 대해 10회 반복 측정하여 평균으로 하였다.
- 각각의 모발 다발은 이물질을 제거하기 위해서 샴푸로 충분히 세척한 다음 증류수로 헹구고 상온에서 자연 건조 시켜 시료 모발로 사용하였다.
- 오차를 최소화하기 위해 모발 직경과 길이가 일정한 부위를 사용했고 관능검사 결과 건강한 모발만 선택하여 모발 의약 50가닥을 상단 부위에 실리콘으로 고정시켜 13개의 다발로 만들었다.
- 위와 같은 방법으로 모발 시료들을 탈색제의 과산화수소 농도별, 시간별로 처리하여 인장강도를 측정하였다. Fig.
- 제조회사가 명시한 대로 탈색용 알칼리제와 산화제를 1:2로 혼합하여 탈색제를 조제하였고, 브러쉬를 이용하여 모발에 바른 후 호일로 싸서 실내온도 25~26℃에서 다양한 농도의 과산화수소 농도 조건으로 각각 10분, 30분, 60분 동안 처리하였다. 처리 후에는 샴푸로 충분히 세척한 다음 증류수로 헹구고 상온에서 자연 방치 건조하여 탈색 1회 시술한 모발 시료를 만들었다.
- 주사 전자현미경을 이용하여 모발표면의 형태학적 변화를 관찰하였고 인장강도 및 신도 실험을 통하여각 모발의 역학적 특성을 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 동안 처리하였다. 처리 후에는 샴푸로 충분히 세척한 다음 증류수로 헹구고 상온에서 자연 방치 건조하여 탈색 1회 시술한 모발 시료를 만들었다.
- 탈색 처리한 모발의 형태적 변화를 살펴보기 위해 주사전자현미경 관찰을 하였다. 현미경 촬영 시 모발 시료의 파손을 막기 위해 진공이 온 코팅기(E-130, Hitachi, Japan)를 사용하여 모발 시료를 진공상태에서 20nm 두께로 silver coating을 하였다.
- 3은 모발 시료의 탈색 처리에 따른 표면상태 변화를 주사형 전자현미경으로 촬영한 결과이다. 탈색제의과산화수소 농도에 의한 형태적 변화를 30분 처리 시간대에서 비교하였다. 탈색 처리 전의 건강한 모발은 전체적으로 매끄러운 외형을 보였으며 모표피(hair cuticle) 의비늘은 벌어지거나 벗겨짐이 없이 비늘이 겹겹이 쌓여서 규칙적이었으며, 비늘 사이의 경계가 뚜렷하게 나타남을 볼 수 있었다(Fig.
- 관찰을 하였다. 현미경 촬영 시 모발 시료의 파손을 막기 위해 진공이 온 코팅기(E-130, Hitachi, Japan)를 사용하여 모발 시료를 진공상태에서 20nm 두께로 silver coating을 하였다. Coating이 끝난 모발 시료를 주사전자현미경 (Field Emission Scanning Electron Microscope, S-4700, Hitachi, Japan)으로 12kV 조건에서 촬영하여 모발의 형태학적인 변화 정도를 관찰하였다.
대상 데이터
- 탈색처리를 위하여 W 사의 알칼리제(1제; 과황산암모늄이 주성분)와 산화제(2제; 과산화수소 3%, 6%, 9%, 12%) 를 1:2 비율로 혼합하여 탈색제로 사용하였다. 사용된 탈색용 알칼리제의 pH는 11.
- 화학적 처리를 하지 않았으며 약물복용 및 흡연 또는 다이어트를 하지 않은 15세의 건강한 여성의 Virgin hair(생머리)를 모근으로부터 약 5cm 떨어진 부위에서 10cm 이상의 길이로 채취하여 실험에 사용하였다. 오차를 최소화하기 위해 모발 직경과 길이가 일정한 부위를 사용했고 관능검사 결과 건강한 모발만 선택하여 모발 의약 50가닥을 상단 부위에 실리콘으로 고정시켜 13개의 다발로 만들었다.
데이터처리
- 모든 측정값은 Window 용 SPSS 통계 팩케지(version 10.0)를 이용하여 평균값 士 표준오차(mean ± SE)로 표시하였고, ANOVA(분산분석법)로 그 유의차를 검정하여 개별 비교하였다. 전체 실험의 통계적인 유의성은 신뢰구간 p<0.
성능/효과
- 1. 건강한 모발을 시간과 농도에 따라 탈색 처리 한 후 인장강도와 신도를 살펴본 결과, 과산화수소의 농도가 증가하고 처리 시간이 증가할수록 인장강도는 감소한 반면 신도는 증가하는 경향을 보였다. 모발의 인장 강도는 과산화수소 12% 농도일 때 10분 처리만으로도 26.
- 2. 탈색 처리된 모발을 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 모발 표면의 형태학적 변화는 탈색제의 과산화수소 농도가 높을수록 각피의 손상 정도가 심한 것으로 보였다. 탈색 처리하지 않은 virgin hair에서는 모 표피의 비늘 층이 겹겹이 쌓여 있는 건강한 모습을 볼 수 있었으나 과산화수소 농도가 높을수록 모표피 비늘층이 벌어지거나 분리 또는 소실되는 것이 관찰되었다.
- 1은 과산화수소 처리 시간과 농도(%)에 따른 인장강도를 나타낸 그래프이다. 3% 과산화수소 10분 처리 군의 경우는 Virgin Hair(V.H)의 인장강도인 177.33g과 비교하였을 때, 인장강도가 166.67g으로 10.66g(6.01%)이 감소하였으며, 동일농도의 과산화수소 30분 처리모발은 157.75g으로 19.58g(11.04%)이 감소하였고, 60분 처리군은 145.75g의 결과를 나타내어 31.58g(17.81%)이 감소하여서 탈색 전 모발에 비해 3배 정도의 강도 저하를 보이고 탈색 시간간의 유의한 차이를 (p<0.05) 나타내었다. 과산화수소 처리 시간에 따라 인장강도는 점점 감소함을 알 수 있었다.
- 2는 탈색제 처리 시간과 과산화수소 농도(%)에 따른 신장도를 나타낸 결과이다. 3% 과산화수소 10분 처리 군의 경우는 모발의 신장 도가 Virgin Hair 보다 2.03% 증가하였고, 3% 과산화수소 30분 처리군과 3% 과산화수소 60분 처리 군은 3% 과산화수소 10분 처리군과 약간의 차이를 두고 증가함을 알 수 있었으며, 통계분석 결과 유의한 차이가 p<0.05 수준에서 인정되어 과산화수소의 처리 시간이 길어짐에 따라 모발의 신도가 높아지는 것으로 나타났다. 6% 과산화수소 처리 군의 경우에는 10분 경과에서 Virgin Hair보다 4.
- 7%의 큰 차이를 보였다. 3% 과산화수소 30분 처리 군과 6% 과산화수소 30분 처리군 사이의 차이는 22.42g으로 14.21% 감소된 현저한 차이를 보였지만 6%, 9%, 12% 간의 차이는 그다지 크지 않음을 알 수 있었다. 또한 3% 과산화수소 60분 처리 군과 6% 과산화수소 60분 처리 모발 간에는 12.
- 3A). 3% 농도의 과산화수소가 포함된 탈색제로 30분간 처리하였을 때는 처리하기 전의 정상 모발보다 겹겹이 쌓여 있는 층이 약간 줄어있음을 볼 수 있었고 6% 과산화수소 조건에서는 비늘 층이 떨어져 나가려고 모발이 들떠 있는 것이 관찰되었다(Fig. 3B, C). 9%농도 과산화수소 조건에서는 비늘 층이 떨어져 나가고 있는 것을 확실히 볼 수 있고(Fig.
- 3. 6% 이상의 과산화수소 농도의 탈색제 처리에 의해서는 종합적인 역학적, 형태학적 모발 손상 정도가 현저하게 큰 것으로 관찰된 반면, 3% 과산화수소 농도 조건은 비교적 모발 손상 도가 적은 것으로 판정되었다. 하지만, 3% 과산화수소 10분 처리에서는 모발의 탈색도가 약해서 육안으로 볼 때 만족할만한 결과를 얻을 수 없었고, 최소 30분 이상의 처리에서 탈색 도가 인정되었다.
- 12% 과산화수소 처리군에서는 10분의 짧은 처리에서 이미 13。. 50g의인장강도로 V.H.의 177.33g보다 46.83g이나 줄어든 큰 차이를 보였고, 30분 또는 60분 처리에서는 약간 더 더감소할 뿐 더 이상의 현저한 인장강도 감소를 볼 수 없었다.
- 과산화수소 처리 시간에 따라 인장강도는 점점 감소함을 알 수 있었다. 6% 과산화수소 처리 군을 시간별로 비교해보면 10분 처리군이 161.75g의 인장강도를 보였고 30분 처리 군은 135.33g으로 10분 처리 군에 비해 26.42g의 큰 차이를 보였으나 60분 처리 군은 127.5g으로 30분 처리에 비해 7.83g의 다소 감소된 차이가 관찰되었다. 하지만, 3% 과산화수소 처리군과 마찬가지로 동일 농도 내에서 처리 시간이 늘어남에 따라 인장강도가 지속적으로 감소하는 패턴을 보여주었다.
- 05 수준에서 인정되어 과산화수소의 처리 시간이 길어짐에 따라 모발의 신도가 높아지는 것으로 나타났다. 6% 과산화수소 처리 군의 경우에는 10분 경과에서 Virgin Hair보다 4.52% 증가를 보였고 30분 처리 군과 60분 처리에서는 10분 처리군의 신장률(39.86%) 보다 약간 증가(0.24%)함을 보였다. 9% 과산화수소 처리 군은 10분 처리 후에 Virgin Hair의 신장율인 35.
- 손상 정도가 크다는 사실을 나타내었다. 6% 이 상의과산화수소 농도로 탈색할 시에는 짧은 시간의 처리로도 모발의 인장강도와 신도 변화가 크게 나타났는데, 이는 모발이 적은 힘에도 잘 끊어질 수 있음을 의미하고 모발 내부를 보호하는 표피층과 모발의 강도피질 증에, 유연성을 결정하는 피질증에 손상이 크게 생겼음을 나타낸다.
- 24%)함을 보였다. 9% 과산화수소 처리 군은 10분 처리 후에 Virgin Hair의 신장율인 35.34% 보다 5.27% 증가한 것이 관찰되었지만, 30분 처리와 60 분 처리 후에는 10분 처리 군과 거의 차이가 없었다. 가장 높은 농도인 12% 과산화수소 처리 군에서는 가장 현저한신장율의 증가를 보였는데, Virgin Hair 보다 신장률이 10분 처리에서 6.
- 하지만, 3% 과산화수소 처리군과 마찬가지로 동일 농도 내에서 처리 시간이 늘어남에 따라 인장강도가 지속적으로 감소하는 패턴을 보여주었다. 9% 과산화수소 처리군에서는 10분에서 152.4Qg의 인장강도가 나타났고 30분 처리군은 131.20g을 보였으며 60분 처리 군은 130.0g으로 30분 처리군과 거의 1.20g의 차이 밖에 없는 것으로 관찰되었다. 12% 과산화수소 처리군에서는 10분의 짧은 처리에서 이미 13。.
- 3B, C). 9%농도 과산화수소 조건에서는 비늘 층이 떨어져 나가고 있는 것을 확실히 볼 수 있고(Fig. 3D), 12% 과산화수소 처리 농도에서는 가장 바깥충의 에피큐티클(epi cuticle)이떨어져 나간 상태를 나타내었다(Fig. 3E). 이러한 결과로 볼 때, 같은 처리 시간에서 탈색제의 과산화수소 농도가 높아지면 모표피의 손상 도가 커짐을 알 수 있었고 육안으로 보았을 때도 광택 도가 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다.
- 27% 증가한 것이 관찰되었지만, 30분 처리와 60 분 처리 후에는 10분 처리 군과 거의 차이가 없었다. 가장 높은 농도인 12% 과산화수소 처리 군에서는 가장 현저한신장율의 증가를 보였는데, Virgin Hair 보다 신장률이 10분 처리에서 6.21% 증가하였고 30분 처리군 이나 60분 처리 군도 10분 처리 군과 비슷한 증가율을 보였다.
- 과산화수소 농도에 따른 결과를 비교해보면 3% 과산화수소 10분 처리 군과 6% 과산화수소 10분 처리군의 차이는 신장률이 과산화수소 농도 증가와 함께 2.49% 증가하였으며 9% 과산화수소 10분 처리 군과 12% 과산화수소 10 분 처리군에서 조금씩 신장률이 증가함을 알 수 있었다.
- 과산화수소 농도에 따른 모발의 인장강도 차이를 보게 되면 3% 과산화수소 10분 처리 군과 6% 과산화수소 10분 처리 군의 차이는 4.92g으로 2.95%의 변화를 나타냈으며, 3% 과산화수소 10분 처리 군과 9% 10분 처리 모발 간에는 8.56%의 변화가, 3% 10분 처리 군과 12% 과산화수소 10분 처리군 간에는 36.17g으로 21.7%의 큰 차이를 보였다. 3% 과산화수소 30분 처리 군과 6% 과산화수소 30분 처리군 사이의 차이는 22.
- 05) 나타내었다. 과산화수소 처리 시간에 따라 인장강도는 점점 감소함을 알 수 있었다. 6% 과산화수소 처리 군을 시간별로 비교해보면 10분 처리군이 161.
- 21% 감소된 현저한 차이를 보였지만 6%, 9%, 12% 간의 차이는 그다지 크지 않음을 알 수 있었다. 또한 3% 과산화수소 60분 처리 군과 6% 과산화수소 60분 처리 모발 간에는 12.52%의 변화가 있었고, 9% 과산화수소 처리 군과도 10.81%의 인장강도 차이를 나타내었으며, 12% 과산화수소 60분 처리 군과는 26.75g의 현저한 차이를 보여 18.35%의 큰 변화를 나타내었고 처리군간의 유의한 차이를 (p<0.05) 나타내었다. 하지만, 6%와 9% 간에는 거의 차이가 나지 않았다.
- 건강한 모발을 시간과 농도에 따라 탈색 처리 한 후 인장강도와 신도를 살펴본 결과, 과산화수소의 농도가 증가하고 처리 시간이 증가할수록 인장강도는 감소한 반면 신도는 증가하는 경향을 보였다. 모발의 인장 강도는 과산화수소 12% 농도일 때 10분 처리만으로도 26.41 % 의 현저한 감소변화를 나타내었으며, 과산화수소 6% 이상의 농도에서는 30분 이상 탈색 시 최저 수준의 인장강도를 보여주었다. 신장율의 변화에 있어서는, 탈색 처리 후 10 분에서 과산화수소 농도별로 탈색 전보다 2-6% 증가 변화를 나타내었지만, 그 이후에는 약간의 신도 증가만 관찰 되 었다.
- 감소함을 보고하였다. 본 실험의 결과는 탈색처리 시간이 늘어날수록 모발의 인장강도가 감소함을 보여주어 김혜영, 정연(2000)의 결과와 일치함을 보여주었고, 과산화수소 농도가 높아질수록 모발의 인장강도가 낮아짐을 새롭게 밝히게 되었다.
- 모발의 탈색 자체가 상당한 모발 손상을 피할 수 없게 하므로 최선의 방법은 원하는 탈색 효과를 주면서도 모발 손상을 최소화하는 것이다. 본연구결과, 탈색 효과도 인정되면서 모발의 손상이 적은 조건은 3%의 과산화수소로 30분 이하 처리하는 것으로 판명되었다. 하지만, 모발 손상이 동반되지 않은 탈색 방법은 아직까지 없으므로, 모발에 수분과 영양을 공급하는 헤어 트리트먼트제를 탈색 전후에 처리함으로써 모발 손상 정도를 막을 수 있는지에 대한 후속 연구가 필요한 것으로 사료된다.
- 41 % 의 현저한 감소변화를 나타내었으며, 과산화수소 6% 이상의 농도에서는 30분 이상 탈색 시 최저 수준의 인장강도를 보여주었다. 신장율의 변화에 있어서는, 탈색 처리 후 10 분에서 과산화수소 농도별로 탈색 전보다 2-6% 증가 변화를 나타내었지만, 그 이후에는 약간의 신도 증가만 관찰 되 었다.
- 위에서 나타난 결과로 볼 때, 탈색제의 과산화수소 농도가 높아짐과 비례하여 모발의 신장율이 증가하였지만, 각 농도별 처리 시간에 따라서는 10분 후에 현저한 신장율의 증가를 보이다가 그 이후의 신장율은 비슷한 정도를 보이는 것으로 나타났다. 이는 1회 탈색이라 할지라도 짧은 시술 시간 내에 모발이 쉽게 손상을 받고 모발 내부 구조에 변화가 있음을 의미한다.
- 3E). 이러한 결과로 볼 때, 같은 처리 시간에서 탈색제의 과산화수소 농도가 높아지면 모표피의 손상 도가 커짐을 알 수 있었고 육안으로 보았을 때도 광택 도가 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다.
- 이상의 결과를 종합해보면, 과산화수소의 농도가 12% 이상 되면 모발의 인장강도를 처리 시간에 상관없이 최저의 수준으로 급격히 떨어뜨리는 것으로 사료되며, 6% 이상의 농도에서는 30분 처리 군과 60분 처리군의 차이가 거의 없는 점으로 보아 30분 이상 모발에 탈색처리 했을 때 인장강도가 가장 많이 감소함을 알 수 있었다.
- 이상의 결과를 종합해보면, 전체적인 역학적, 형태학적 특성치들이 단 1회의 탈색만으로도 탈색 시간차에 따른 모발 손상 정도가 크다는 사실을 나타내었다. 6% 이 상의과산화수소 농도로 탈색할 시에는 짧은 시간의 처리로도 모발의 인장강도와 신도 변화가 크게 나타났는데, 이는 모발이 적은 힘에도 잘 끊어질 수 있음을 의미하고 모발 내부를 보호하는 표피층과 모발의 강도피질 증에, 유연성을 결정하는 피질증에 손상이 크게 생겼음을 나타낸다.
- 하지만, 6%와 9% 간에는 거의 차이가 나지 않았다. 전반적으로 농도에 따른 결과는 과산화수소의 농도가 높을수록 인장강도가 감소함을 알 수 있었다. 특히, 12%의 높은 농도에서는 10분의 짧은 처리만으로도 모발의 인장강도가 현저히 떨어지는 것을 볼 수 있는데, 이것은 과산화수소에 의해 모발의 측쇄결합인 s-s 결합, 수소결합 등이 절단됨으로써 적은 힘으로도 쉽게 모발이 끊어지는 변화를 가져왔다고 볼 수 있다.
- 탈색제의과산화수소 농도에 의한 형태적 변화를 30분 처리 시간대에서 비교하였다. 탈색 처리 전의 건강한 모발은 전체적으로 매끄러운 외형을 보였으며 모표피(hair cuticle) 의비늘은 벌어지거나 벗겨짐이 없이 비늘이 겹겹이 쌓여서 규칙적이었으며, 비늘 사이의 경계가 뚜렷하게 나타남을 볼 수 있었다(Fig. 3A). 3% 농도의 과산화수소가 포함된 탈색제로 30분간 처리하였을 때는 처리하기 전의 정상 모발보다 겹겹이 쌓여 있는 층이 약간 줄어있음을 볼 수 있었고 6% 과산화수소 조건에서는 비늘 층이 떨어져 나가려고 모발이 들떠 있는 것이 관찰되었다(Fig.
- 탈색 처리된 모발을 주사전자현미경을 이용하여 관찰한 결과 모발 표면의 형태학적 변화는 탈색제의 과산화수소 농도가 높을수록 각피의 손상 정도가 심한 것으로 보였다. 탈색 처리하지 않은 virgin hair에서는 모 표피의 비늘 층이 겹겹이 쌓여 있는 건강한 모습을 볼 수 있었으나 과산화수소 농도가 높을수록 모표피 비늘층이 벌어지거나 분리 또는 소실되는 것이 관찰되었다. 탈색제는 1회의 처리에도 불구하고 모발 손상의 factor로 강하게 작용하였으며, 탈색제의 주성분인 과산화수소의 농도가 모발 손상의 factor로 중요하게 작용함을 알 수 있었다.
- 탈색 처리하지 않은 virgin hair에서는 모 표피의 비늘 층이 겹겹이 쌓여 있는 건강한 모습을 볼 수 있었으나 과산화수소 농도가 높을수록 모표피 비늘층이 벌어지거나 분리 또는 소실되는 것이 관찰되었다. 탈색제는 1회의 처리에도 불구하고 모발 손상의 factor로 강하게 작용하였으며, 탈색제의 주성분인 과산화수소의 농도가 모발 손상의 factor로 중요하게 작용함을 알 수 있었다.
- 6% 이상의 과산화수소 농도의 탈색제 처리에 의해서는 종합적인 역학적, 형태학적 모발 손상 정도가 현저하게 큰 것으로 관찰된 반면, 3% 과산화수소 농도 조건은 비교적 모발 손상 도가 적은 것으로 판정되었다. 하지만, 3% 과산화수소 10분 처리에서는 모발의 탈색도가 약해서 육안으로 볼 때 만족할만한 결과를 얻을 수 없었고, 최소 30분 이상의 처리에서 탈색 도가 인정되었다. 따라서, 3% 과산화수소 농도로 30분 처리하는 탈색 조건이 모발의 손상정도를 최소화하면서 탈색 효과를 얻을 수 있음을 새롭게 밝히게 되었다.
후속연구
- 본연구결과, 탈색 효과도 인정되면서 모발의 손상이 적은 조건은 3%의 과산화수소로 30분 이하 처리하는 것으로 판명되었다. 하지만, 모발 손상이 동반되지 않은 탈색 방법은 아직까지 없으므로, 모발에 수분과 영양을 공급하는 헤어 트리트먼트제를 탈색 전후에 처리함으로써 모발 손상 정도를 막을 수 있는지에 대한 후속 연구가 필요한 것으로 사료된다. 미적인 면만 강조한 무분별한 탈색은 자제해야 할 것이며 탈색 처리 시간에 대해 신중히 고려해서 가능한 한 짧게 해야 할 것으로 사료된다.
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