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모발 수분 함량 평가를 위한 가열 온도와 기준 수분 정량 조건 연구
송상훈,주장호,박현섭,손성길,강내규 사단법인 대한화장품학회 2024 대한화장품학회지 Vol.50 No.1
최근에 모발 케어 화장품 효능으로서 모발 보습 효과를 소구하려는 시도가 있지만 아직까지 모발 수분추출을 어떤 온도에서 진행해야 하는지 평가법이 정해져 있지 않아 공인된 인체시험 평가가 없는 실정이다. 모발 수분 정량평가법을 확립하기 위해서 본 연구는 진행되었다. 모발 수분의 거동 패턴을 확인하기 위해 할로겐수분 분석기로 온도를 다르게 하여 모발에 열을 가할 경우 수분 검출량은 가열 온도가 증가하면 계속 늘어나는것을 확인하였다. 시차주사열량계로 모발의 흡열 반응 에너지를 평가한 결과 75 ℃ 부근에서 급격한 흡열 반응이일어나는 특이한 현상을 관찰하였다. 인종별로 다른 모발에서도 이 현상은 관찰되었다. 모발 큐티클 장벽을산화, 열로 손상시킨 모발에서는 급격히 상승하는 이 흡열 반응 온도가 조금 더 높은 77 ℃에서 일어났고, 이모발을 극성오일 또는, 컨디셔닝 폴리머나 케라틴 단백질로 도포한 경우에는 73 ℃에서 관찰되었다. 이 반응이모발 표면에서 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해서 원자현미경으로 마찰력을 관찰한 결과 75 ℃ 보다 높은온도에서 가열할 때 큐티클 마찰력이 상승하고 그보다 높은 90 ℃에서는 변화가 없는 것을 관찰하였다. 마침내75 ℃ 근처가 모발에 결합된 수분 분자의 탈착이 본격적으로 일어나는 임계온도임을 결론내렸다. 이를 통해모발 수분을 검출해서 정량화하기 위한 조건으로 75 ℃가 가열온도로 최적합하고 이 때 검출된 수분량 10% 가량이 모발 케어 화장품 처리 전과 후를 비교할 수 있는 모발 수분 정량 기준값이 될 수 있음을 제시하였다. Recently, there have been attempts to claim the hair moisturizing effect for a hair care product, however there has not yet been an official evaluation method because heating temperature for hair has not been established. This study was conducted to establish a quantitative evaluation for hair water content. In order to observe the behavior of water inside hair, heat was applied to hair with various temperatures using thermogravimetric dry residue. As the heating temperature increased, the amount of moisture released from the hair increased. As a result of evaluating hair using a differential scanning calorimeter (DSC), a unique phenomenon in which a rapid endothermic reaction occurs around 75 ℃ was observed. This phenomenon was also observed in different ethnic hair. In hair that damaged the hair cuticle barrier with oxidation and heat, this rapidly rising endothermic reaction temperature occurred at 77 ℃, which was slightly higher, and 73 ℃ was observed when this hair was applied with polar oil, conditioning polymer, or keratin protein. To determine how this reaction affects the hair surface, friction test was performed using an atomic force microscope. When heated above 75 ℃, cuticle friction increased, however when heated above 90 ℃, there was no change in hair cuticle friction. Finally, it was confirmed that around 75 ℃ is the critical temperature at which desorption of water bound to the hair occurs. It is suggested that a heating temperature of 75 ℃ is the optimal temperature for detecting and quantifying the moisture content of hair, and that approximately 10% detected at 75 ℃ can be a standard value for hair moisture content.
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모발 내부 지질 함량이 모발 부피 변화 및 잔머리 프리즈에 미치는 영향
송상훈 ( Sang-hun Song ),임병택 ( Byung Taek Im ),황병우 ( Byung Woo Hwang ),주장호 ( Jang Ho Joo ),손성길 ( Seongkil Son ),강내규 ( Nae-gyu Kang ) 대한화장품학회 2020 대한화장품학회지 Vol.46 No.2
모발이 부스스하게 떠서 부피가 커졌거나 정발된 모발에서 이탈한 잔머리를 프리즈 모발이라고 하는데 어떤 요인이 프리즈 현상을 일으키는지에 대해서는 알려져 있지 않다. 모발 내부 지질은 탄력, 인장강도 등 물성과 관계되는데, 프리즈에 관해서는 인종 간 연구에서 프리즈 모발이 많은 아프리칸 모발과 지질량과의 관계가 보고되어 있다. 모발 외부에 손상을 입히지 않고 모발의 내부 지질량을 조절하는 방법은 세정에 의한 소실이 유일하지만 세정횟수와 지질 소실량은 비례하지 않는다. 본 연구에서는, 다양한 컨디셔닝 폴리머와 극성이 서로 다른 오일을 사용한 샴푸 처방으로 모발을 세정하여 모발 내부 지질량을 분석하였다. 그 결과 오일의 극성도가 높을수록 지질량이 많이 보존되는 것을 확인하였다. 이 방법을 인디언 프리즈 모발에 적용하여 프리즈 정도를 평가한 결과 지질량이 적은 모발일수록 부피가 커지는 볼륨 프리즈 정도가 심하다는 것을 발견하였다. 반면에 잔머리 프리즈 모발 부피는 지질량이 많은 모발에서 더 넓게 관찰되었다. 아울러 모발 표면 마찰력은 처리한 오일에 따른 차이가 없었기 때문에 모발 프리징은 오일간 점착력에 영향을 받지 않고 모발 내 지질량의 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 안티 프리즈 기술을 구현하는데 모발 내부 지질 조절이 중요한 해법이 될 수 있음을 제시한다. A frizz hair is referred to the fly-away hairs that have become bulky or deviated from the regular hair and the cause of that is not clear known. The internal lipids are related to the physical properties of hair such as elasticity and tensile strength and interracial studies have previously conducted to relate the lipid mass and Afrikaan hair, which has a lot of frizzy hair. Although washing hair is the only way to control the hair loss without damage of hair surface, the number of washing and lipid loss are not linearly correlated. In this study, the amount of lipid hair was analyzed by washing the hair with a few different types of shampoos containing various conditioning polymers and oils of different polarities. The results confirmed that the higher the polarity of the oil, the higher the lipid content. This method was applied to Indian frizzy hair to evaluate the degree of frizziness and found that the frizzy volume was more severe for a hair with less lipids. On the other hand, the frizzy hair volume of fly-away hairs was observed more broadly for the hairs with higher lipid contents. In addition, the friction on the surface of the hair did not differ due to the oil treatment. Taken together, it was concluded that hair frizzing was affected by the amount of lipids in the hair rather than by the adhesion between the oils. Thus, this study suggests that controlling the lipid contents in hair may be an important solution in the development of hair anti-frizzy technology.
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