[논문]스트레이트 펌 모발의 열분석

노정애; 이귀영; 장병수

스트레이트 펌 모발의 열분석
Thermal Analysis of the Straight Permed Hair 원문보기

한국현미경학회지 = Korean journal of microscopy, v.40 no.3, 2010년, pp.163 - 168

노정애 (원광보건대학 미용피부관리과) , 이귀영 (극동정보대학 뷰티코디네이션과) , 장병수 (한서대학교 보건학부 피부미용학과)

초록
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건강모발과 일반스트레이트 펌 모발의 열분석(thermal analysis)과 가열온도에 따른 모발의 연소과정을 열분석기(thermal analyser)와 주사전자현미경(scanning electron microscopy)을 사용하여 관찰하였다. 건강모발과 스트레이트 펌 모발의 열분석 결과 무게의 변화는 $100^{\circ}C$부터 일어났다. 가열온도가 올라갈수록 $200^{\circ}C$까지는 건강모발보다 스트레이트 펌 모발의 무게 감량비가 약 2.6% 높았으나 $300^{\circ}C$의 가열온도에서 건강모발과 스트레이트 펌 모발의 감량비는 각각 64.9%, 64.4%로 나타났다. 이후 $400^{\circ}C$의 가열온도에서 건강모발과 스트레이트 펌 모발의 감량비는 32.3%와 33.4%로서 건강모발의 감량비가 높게 나타나기 시작하였다. $500^{\circ}C$에서는 각각 25.4%와 28.3%로서 최종적으로 탄화된 물질의 무게는 건강모발보다 스트레이트 펌 모발이 약 2.9% 높은 것으로 나타났다. 가열온도에 따른 모발의 형태학적 변화를 관찰한 결과 $300^{\circ}C$ 까지 연소된 모발은 인접된 모발들이 서로 융합되었다. 모발의 용해과정은 수질(medulla)과 피질(cortex)이 용해되면서 마치 대나무 통과 같이 속이 텅 빈 상태로 관찰되었다. $500^{\circ}C$로 가열된 모발조직은 형태를 알아볼 수 없을 정도로 탄화되어 덩어리를 형성하고 있었고 덩어리 표면에는 많은 기포들이 형성되어 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the burning process of the virgin hair and straight permed hair using thermal analyser and scanning electron microscopy. After the thermal analysis, we found that weight started to change from $100^{\circ}C$. Whereas straight permed hair has weight decrease rate of 2.6% higher than the virgin hair till $200^{\circ}C$, those were 64.9% and 64.4% for the virgin and straight permed hairs, respectively at $300^{\circ}C$. At $400^{\circ}C$, the weight decrease rate of the virgin hair became lower than the other; they were 32.3% and 33.4% for the virgin and straight permed hairs, respectively. Final values were 25.4% and 28.3% at $500^{\circ}C$, which showed that final weight of burnt straight permed hair was higher than the virgin hair by about 2.9%. In terms of morphological changes, the hair started to melt together with adjacent ones by burning till $300^{\circ}C$. The medulla and cortex were melt and the inside was empty like bamboo. The hair burnt till $500^{\circ}C$ was entirely carbonized and found as a clod. We found many blowholes at the surface of the hair clump.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

Reference 물질과 모발과의 무게 차이를 컴퓨터 프로그램을 이용하여 0점(O point) 이하까지 미세 조정한 후, 열분석 기기(Thermal Analyser: Linseis Gas control, L-40/2053, LBI2)를 사용하여 컴퓨터 프로그램 상에서 모발의 가열계획 (heating schedule)을 분당 5℃로 설정하여 500℃까지 상승 시키면서 모발의 무게 감량비를 측정하였다.
건강모발과 매직스트레이트 펌 처리한 모발의 온도 상승에 의한 모발내부의 잔류 물질을 비교 분석하기 위해서 각각의 시료 모발을 기름종이(oil paper) 위에서 1~5 mm 크기로 작게 세절한 후 모발의 중량을 전자저울(소수점 이하 3 Point, Adventurer, OHAUS) 위에서 1 g씩 측정하여 열분석용 sample holder에 장착하였다.
건강모발과 스트레이트 펌 모발을 500℃까지 연소시키는 과정에서 나타나는 모발의 형태학적 변화를 주사전자현미경으로 관찰하였다.
건강모발의 열분석을 위해 5℃/min로 500°C까지 가열하도록 프로그램된 열분석장치로 모발의 무게 감량비를 측정하여 열중량 분석 그래프(Thermal analysis graph, TAG)로나타냈다.
건조된 모발은 180°C의 온도를 유지하는 Hair straightener(Flat iron)를 사용하여 일정한 힘으로 모근부에서 전체길이 2/3까지 3회, 다시 전체모근에서 모선단까지 3회에 걸쳐 모발을 펴 주어 시료를 준비하였다.
건조된 모발은 180°C의 온도를 유지하는 Hair straightener(Flat iron)를 사용하여 일정한 힘으로 모근부에서 전체길이 2/3까지 3회, 다시 전체모근에서 모선단까지 3회에 걸쳐 모발을 펴 주었다.
물리화학적 영향을 받지 않은 20대 여성의 건강모발에 thioglycollic acid 제제인 크림상의 환원제를 도포하고 비닐 캡을 씌워 15분 동안 방치한 다음 모발의 연화 정도를 확인하기 위해서 손으로 모발을 잡아당겨서 늘어나는 정도를 육안으로 확인한 후 흐르는 물로 세척하였다.
본 연구는 스트레이트 펌을 시술한 모발의 가열온도에 따른 중량변화를 열분석기(Thermal analyser)를 사용하여 규명하였고, 이어서 열분석에 의해서 모발이 탄화될 때까지의 각각의 연소 온도과정에서 모발의 형태적 변화를 주사전자 현미경으로 관찰하였다.
스트레이트 펌 모발의 열분석을 500°C의 가열온도까지 실시하면서 중간에 300°C에서 연소된 모발과 최종적으로 500°C에서 연소된 모발 시료를 채취하여 carbon tape로 처리된 지지대(stub) 위에 나열했다.
스트레이트 펌 처리한 모발의 열분석에서 모발의 가열계획을 5℃/min로 설정하여 500℃까지 상승시키면서 모발의 무게 감량비를 측정하였다. 6.
이어서 과산화수소(H₂O₂) 성분을 함유한 크림상의 산화제를 모발에 골고루 도포하고 15분 동안 실온에서 방치한 다음 미지근한 물로 세척하여 타월로 수분을 제거한 다음 모발로부터 10~20 cm 정도 떨어진 거리에서 헤어드라이기를 사용하여 냉풍으로 건조시켰다.
스트레이트 펌 모발의 열분석을 500°C의 가열온도까지 실시하면서 중간에 300°C에서 연소된 모발과 최종적으로 500°C에서 연소된 모발 시료를 채취하여 carbon tape로 처리된 지지대(stub) 위에 나열했다. 이어서 이온침착기(IB-5 ion coater, Eiko)를 사용하여 20 nm 두께로 백금 도금(platinum coating)한 다음 주사전자현미경(S-4700, Hitachi, Japan)으로 15 kV에서 관찰하였다.

대상 데이터

모발 시료에 대한 열분석은 sample holder와 reference holder에 열을 동시에 가하면서 표준물질과 상대 비교로써 이루어지며 모발의 감소율 역시 기준 물질과의 감소율 변화량을 기록하는 장치이기 때문에 열분석용 reference 물질의 경우 열에 비교적 안정된 물질이며 안정된 그래프의 형태를 보이는 표준물질로서 감마 알루미나(γ-Al2O3)를 사용하였다.

성능/효과

200℃에서부터 400℃에 달하는 구간은 모발 조성 중의 미량원소와 단백질 등의 감소구간이라는 것을 알 수 있는데 200°C에서는 총 중량의 11.1%가 감소되었고 300℃에서는 총중량의 25.1%가 감소되었으며 400℃에서는 총중량의 67.7%의 중량이 감소하였다.
5.40 mg의 건강모발에 열을 가한 결과, 무게 변화는 100°C에서 일어났으며 이것은 유기물질의 특성상 가장 열에 반응을 잘하는 수분이 감소한 것이라고 볼 수 있고, 이에 따라 총 중량의 9.9%가 감소하였다(Figs. 1, 2).
4%로서 건강모발의 감량비가 높게 나타나기 시작하였다. 500℃에서는 각각 25.4%와 28.3%로서 최종적으로 탄화된 물질의 무게는 건강모발보다 스트레이트 펌 모발이 약 2.9% 높은 것으로 나타났다.
결과적으로 본 연구에서 500℃까지의 가열온도에서 모발 구성 원소들이 기화되거나 승화되었으며 최종적으로 탄소성분만 남아 있는 것으로 확인되었다. 이와 같은 결과는 모발 구성 원소 중 탄소를 제외한 나머지 원소들이 융점과 비점이 500℃의 연소온도보다 낮기 때문에 나타나게 된다.
또한 스트레이트 펌 모발 시료의 열분석 그래프에서 연소속도가 매우 완만해지는 탄소구간의 시작은 중량의 71.7%가 감소한 499℃에서 나타났는데 이것은 건강모발의 탄화가 시작되는 498.1℃에서 건조중량의 73.6%가 감소한 것보다 중량이 1.9% 높은 것으로 추정되었다(Fig. 2).
본 연구 결과, 300℃ 이상의 연소온도에서 모발의 스트레이트 펌 모발의 중량 감소는 적은 것으로 나타났는데 Kim et al. (2008)의 염색명도에 따른 모발의 열분석에 관한 연구에서 염모제의 밝기에 따라서 모발의 수분 함유량을 비롯하여 단백질 조성이 변함은 물론이고 모발 내에 침투한 산화 잔류물과 염료 분자의 침착으로 모발의 구조변화가 일어나 중량의 감소가 느리게 나타나는 것으로 보고하였으며 본 연구에서도 펌제제의 화학성분들이 모발에 잔류하고 있기 때문에 모발의 중량감소가 건강모발보다 적은 것으로 사료된다.
본 연구에서 400℃의 가열온도에서 건강모발과 스트레이트 펌 모발의 감량비는 32.3%와 33.4%로서 건강모발의 감량비가 높게 나타나기 시작하였다. 500℃에서는 각각 25.
본 연구에서 가열온도가 올라갈수록 200℃까지는 건강모발보다 스트레이트 펌 모발의 무게감량비가 약 2.6% 높았으나 300℃의 가열온도에서 건강모발과 스트레이트 펌 모발의 감량비는 각각 64.9%, 64.4%로 나타났다.
본 연구에서 열무게법으로 건강모발과 메직 스트레이트펌 처리 모발을 분당 5℃로 설정하여 500℃까지 가열 상승 시키면서 모발의 무게 감량비를 측정한 결과 100℃에서 무게 감량이 일어났다. 이와 같은 결과는 모발내부의 수분이 손실되면서 가역적 변화가 일어나기 시작하는 시점으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스트레이트 펌의 원리는 무엇인가?	펌 과정에서 일차적으로 모발의 손상은 머리를 마는 도구인 롯드(rod)나 컬러(curler)에 의해서 일어날 수 있다. 그리고 펌제제를 모발에 처치하였을 때 모발은 팽창되어 이들 제제가 큐티클 사이로 유입되어 피질까지 도달하게 된다. 모발의 피질에 있는 케라틴 단백질과 반응하여 폴리펩티드 사슬의 교차연결이 파괴된다. 이와 같은 화학반응은 환원과정에 의해서 일어나는데 펌제제에 있는 수소원자와 반응에 의해서 이황화결합의 교차 연결이 파괴되어 모발을 구성하는 나선구조의 α-케라틴 단백질은 풀어져서 병풍구조인 β케라틴 단백질로 전환된다(Busson & Douct, 1999). 이런 과정을 통해서 연화된 모발은 펌제제를 씻어내고 중화제로 처리하면 모발은 다시 견고해지면서 원하는 모양을 유지한다.
	스트레이트 펌에 사용되는 화학적 제제의 기본 성분은 무엇인가?	스트레이트 펌은 퍼머넌트 웨이브와 같은 화학적 반응에 의해서 이루어진다. 이들 제제는 thioglycolate와 황화물(sulfite)이 기본성분으로서 다른 퍼머넌트 웨이브 환원제보다 좀 더 높은 점성을 띠고 있다(Robbins, 2002).
	스트레이트 펌이란 무엇인가?	스트레이트 펌은 한국에서 1984년부터 시술되기 시작하여 지금도 인기를 얻고 있는데, 자연적인 곱슬모발(wave hair)을 직선모발(straight hair)로 변형시켜주거나 퍼머넌트 웨이브 등의 시술에 의해서 물리화학적으로 변형된 곱슬모발을 펴주기 위한 헤어 스타일링이다.

참고문헌 (16)

Borish ET: Hair waving. In: Johason DH, ed, Hair and Hair Care, pp. 167-190, Marcel Dekker Inc, New York, 1997.
Busson B, Doucet J: Modeling $\alpha$ -helical coiled coils: analytic relations between parameters. J Struct Biol 127 : 16-21, 1999.

상세보기
Chang BS: Fine structure of damaged hair shaft by daily treatment of heat for a beautiful face. Korean J Electron Microscopy 33 : 215-222, 2003.
Chang BS: Study on the morphological change of hair by using hair straightener. J Cosmetological Science 6(1) : 1-6, 2010.
Chang BS, Lee GY: Ultrastructural changes of hair treated with bleaching agent. Korean J Electron Microscopy 36 : 25-33, 2006.
Guthrie JT, Kazlauciunas A, Rongong L, Rush S: The characterization of treated and dyed hair. Dyes and Pigments 29 : 23-44, 1995.

상세보기
Halal J: Hair structure and chemistry simplified. Milady, New York, pp. 181-195, 2002.
Hoting E, Zimmermann M: Sunlight-induced modifications in bleached, permed, or dyed human hair. J Soc Cosmet Chem 48 : 79-91, 1997.

상세보기
Ishii MK: Objective and instrumental methods for evaluation of hair care product efficacy and substantiation of claims. In: Johnson DH, ed, Hair and Hair Care, pp. 261-302, Marcel Dekker, New York, 1997.
Kim MS, Lee GY, Choe EY, Kim DH, Chang BS: Study on the thermal analysis of dyed hair depending on the brightness level. Korean J Microscopy 38 : 159-165, 2008.

원문보기 상세보기
Palladino L: Hair dressing, the foundations, the official guide to level 2. Tomson, London, pp. 116-164, 2003.
Rho JA, Chang BS, Choe TB: Study on the morphological change of straight permanent waved hair by tensile strength test. Korean J Microscopy 39 : 49-56, 2009.

원문보기 상세보기
Rho JA, Choe TB, Chang BS: Ultrastructural analysis on the straight permed hair. J Cosmetological Science 6(1) : 41-47, 2010.
Robbins CR: Chemical and physical behavior of human hair. Springer- Verlag, New York, pp. 138-146, 2002.
Rook A: The clinical importance of "weathering" in human hair. Br J Dermatol 95 : 111-117, 1976.

상세보기
Syed A, Kuhajda A, Ayoub H, Ahmad K, Frank EM: African-American hair: its physical properties and differences relative to Caucasian hair. Cosmet Toil VI V 110 : 39-48, 1995.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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