Introduction
아름다움에 대한 외적 요소로는 메이크업, 의상, 헤어, 네일 피부 등으로 나눌 수 있으며 그 중 헤어는 매력을 발산하는 중요한 역할을 한다(Kim, 2007). 이미지를 돋보이게 해줄 뿐만 아니라 개성 있게 표현할 수 있으므로 커트, 퍼머넌트, 염색 등에 대한 욕구로 이어지고 있다(Cho et al., 2008). 특히 모발염색은 색의 변화를 바로 인식할 수 있고 다양한 헤어스타일 시술 중 가장 선호되고 있다. 외적 이미지에 많은 변화를 줄 수 있는 모발염색은 젊을 때는 다양한 색으로 표현하길 선호하고 나이 들어서는 흰 머리를 커버해 젊어 보이게 하기 위한 목적이 크다(Son, 2009). 또한 모발염색은 심리적 안정감과 자신감을 주고 스트레스를 해소시키고, 더 나아가 사회생활을 하는데 있어서도 자신감을 부여한다(Seo, 2009). 이처럼 헤어스타일은 신체를 보호하거나 아름답게 하기 위한 장식적인 기능 외 개성을 표출하거나 개인 이미지를 나타내는 도구로 활용되고 있으며(Kang & Wang, 2006), 인상을 결정짓는 데 70% 이상을 좌우할 만큼 중요한 부분으로 작용하고 있다(Kang, 2014).
하지만 개인의 이미지를 돋보이게 하기 위해 행하는 모발염색이 결국 상당한 손상을 일으키는 결과를 초래하고 있고(Han et al., 2015) 모발을 다시 회복시키기 위해 시술 시 손상을 낮출 수 있는 모발 보호제의 사용이나 천연 염모제의 시술이 늘어나고 있다(Jeong et al., 2012). 또한 염색 시술 시 모발 보호제를 사용하는 목적이 영양공급, 모발보호를 위해 필요하다는 결과(Lee & Kim, 2017)로 볼 때 손상을 최소화할 수 있는 모발염색 시술 방법에 관한 다양한 연구들이 필요하다. 모발이 손상되는 원인에 관련된 연구는 현재도 계속 진행이 되고 있으며 다양한 원인으로 인한 모발 손상에 대한 연구(Chang, 2016)와 염색 시술 시 모발의 보호와 관리에 관한 연구(Joo & Lim, 2015)도 진행되고 있다.
이에 본 연구는 모발염색 시 약산성, 약알칼리 전해수 활용의 효용성을 검증하고, 전해수를 이용하여 모발 손상을 낮추는 가능성에 대해 분석하고자 한다. 비교분석은 모발의 색의 균일성을 알아보고자 Antera 측정을 하였고, 또 한 염색 모발에 어떠한 영향을 미치는 가를 알아 보기 위해 모발의 강도 변화인 인장강도 측정, 모발 수분 유실과 개선 정도를 알기 위해 Epsilon 이용한 보습도 측정, 모발 표면 큐티클의 거칠기와 표면을 관찰하여 모발에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
Methods
1. 실험재료
1) 시료 모발
본 연구에 사용된 시료 모발은 수도권에 사는 30대 여성의 화학적 시술을 하지 않은 모발로 목덜미 부분의 모근 지점으로부터 약 3 cm 떨어진 부위에서 약 25 cm 가량의 길이로 커트한 모발을 채취하였다. 선별된 모발을 모근부에서 약 1.5 cm 길이로 실리콘에 부착하여 모발의 결 방향이 같도록 고정하여 모 다발(5 g)을 제작하였다. 만들어진 모 다발은 세정 목적 이외의 어떠한 첨가제도 들어있지 않은 중성 샴푸로 세척하여 이물질을 제거하고 미온수로 헹군 후 자연건조시켜 사용하였다.
2) 시약
선행연구에서 시장 점유율이 높다고 알려진 W 사의 염모제, 탈색제, 산화제를 사용하였다. 탈색 1제는 Blondor lightening powder, 2제는 6%의 과산화수소를 함유한 Welloxon Perfect Cream Developer, 염모제 1제는 Koleston perfect를 사용하였다. 염모제의 색상은 전해수 처리 염색 시 잿빛계열의 10/11 색상을 사용하였다.
2. 실험방법 및 분석
1) 약산성 전해수와 약알칼리 전해수를 이용한 염색 실험
전해수를 이용한 실험은 수돗물, 약산성 전해수와 약알칼리 전해수로 구분하여 실험되었으며 시료 모발의 전해수 전 처리 시 건조, 건조하지 않은 상태를 구분하였다. 시료명은 수돗물로 세척하였을 시 C, 약산성 전해수 전 처리 C1-1, 약산성 전해수 전, 후처리 C1-2(Dry), 약산성 전해수 전, 후처리 C1-3 (Wet), 약알칼리 전해수 전 처리 C2-1, 약알칼리 전해수 전, 후처리 C2-2 (Dry), 약알칼리 전해 수 전, 후처리 C2-3 (Wet)로 구분하였다. 전해수 전 처리 후 건조 시 온도 23℃, 상대습도 40-45%의 실내에서 자연방치 후 건조하여 염색 진행하였고 건조하지 않을 시 전 처리 후 젖은 상태에서 염색을 진행하였다. 또한 염색 시술 후 세정 시 약산성 전해수, 약알칼리 전해수를 사용하였으며 건조 시에는 자연건조 하였고 실험에 적용된 조건에 따라 실험군 및 대조군의 시료명을 다음의 Table 1 및 Figure 1과 같이 구분하였다.
염색 시에 시료 모발(5 g)을 약산성 전해수, 약알칼리 전해수에 5초간 침포 후 자연건조 또는 건조하지 않고 염색 시술을 하였고 6%의 산화제를 사용하여 염모제(50 g)와 비율은 1:1.5로 제조하여 사용하였다. 모발 손상을 최소화하기 위해 도포 시 1 min 이내에 완료하고 시료모발당 10 g의 염모제를 사용하여 자연방치 35 min 후 세정하였으며 세정 시에는 수도수, 약산성 전해수, 약알칼리 전해수를 사용하여 자연건조 후 관찰하였다.
2) 모발 인장강도
모발의 인장 특성은 Generic Tensile Tester MTT 175 (DIA STRON, UK) 시스템을 이용하여 측정하였다. 인장 시험에서는 시료 모발에 일정한 속도로 힘을 가하고, 이 가해진 힘에 대한 저항력을 그램 질량력(gmf) 단위로 측정하였다. gmf 값의 증가는 모발 강도의 향상을 나타낸다. 실험 진행 시 fiber holder 위에 50 mm 길이의 발 샘플을 올려 20 mm/min의 인장 속도로 모발을 당겨주었다. 모발이 당겨지면서 구조적 변형이 일어나게 되고 끊어질 때의 힘의 강도(break load, gmf)를 계산하여 측정하였으며 측정값의 신뢰성을 부여하기 위하여 각 시료 당 10회를 측정하고 평균값을 구해 분석하였다.
3) 모발 마찰력
Friction tester MTT 175 (DIA STRON)를 이용하여 시료 모발의 마찰력을 측정하였다. 마찰력 측정 시 수직 항력은 200 g의 분동을 사용하였고, 트레스 홀더의 이동속도는 200 mm/min으로 하였다. 모발의 마찰력을 측정하기 위한 상대 물질로는 고무 재질의 probe를 사용하였다. 모발 트레스 간의 객관적인 비교를 위하여 측정된 마찰력을 분동의 무게와 중력가속도, 마찰력을 계산하여 마찰계수(μ)를 비교하였고 측정값의 신뢰성을 부여하기 위하여 각 시료 모발의 모근부에서 끝부분까지 2회를 측정하고 평균값을 구하여 분석하였다.
4) 모발 보습도
모발 수분 보유량, 보습 평가를 위해 실리콘으로 처리 되어있는 모근 부위 쪽으로부터 동일한 4 cm 지점에서 Epsilon E100(BioxSystems Ltd., UK)을 적용하였다. 모발 표면의 수분을 Epsilon (ε) 값으로 산정하여 색상이 조정된 이미지 형식으로 수분 정보를 나타낸다. 해당 이미지에서 밝은 픽셀은 더 높은 수분량을 나타내고 어두운 픽셀은 더 낮은 수분량을 나타낸다. 이에 대한 분석은 Epsilon E100 전용분석 프로그램인 Epsilon E100 Software Installer V1을 이용하여 시료 모발 당 1회 측정하고 유전율의 변화를 분석하였다.
5) 모발 표면 관찰
시료 모발의 표면을 확인하기 위해 Field emission scanning electron microscopes (S4800 HV; HITACHI, Japan), tungsten scanning electron microscopes (S3400N HV; HITACHI)을 사용하였고 모발과 같이 전도성이 없는 물체의 경우 전자들이 반짝이는 Charge Up 현상이 나타날 수 있으므로 진공 이온 코팅기(GSEM, Korea)를 사용하였다. 전류량 38 mA에서 40 s로 3번 금도금을 한 후 15, 10 kv 조건에서 5,000, 1,000, 500배율로 모근부 위쪽으로부터 동일한 4 cm 지점에서 시료 모발 당 1회 관찰하였다.
Results and Discussion
1. 모발염색 시술 시 약산성, 약알칼리 전해수 처리에 따른 인장강도
모발염색 시술 시 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 모발의 인장강도 변화에 대해 살펴본 결과는 Table 2와 같다.
C 시료 모발의 인장강도를 살펴보면, C1과 C2 모두 대조군 1.32보다 평균이 높았다. 약산성 전해수 처리 군 C1 시료 모발의 인장강도 평균은 C1-3이 1.87로 가장 높았고, 다음으로 C1-2 1.73, C1-1 1.60 순으로 나타났다. 또한 약알칼리 전해수 처리 군 C2 시료 모발의 인장강도 평균은 C2-3이 1.68로 가장 높았고, 다음으로 C2-2 1.47, C2-1 1.36 순으로 나타났다.
이상과 같이 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 C 시료 모발의 인장강도는 약알칼리 전해수 처리보다 약산성 전해수 처리 시가 높았으며, 통계적으로도 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 이는 산성 전해수의 후처리는 연화, 팽윤 되었던 모표피를 수축시키는 효과가 있다고 보고한 연구와 일치한다(Kim et al., 2013). 특히 C 시료 모발의 인장강도는 C1-3이 1.87로 가장 높고, C2-1이 1.36으로 가장 낮음을 알 수 있다. 따라서 모발염색 시 약알칼리 전해수보다 약산성 전해수의 처리는 모발의 산성에 의한 모발의 수축으로 모발의 인장강도 향상에 도움을 주는 것으로 사료되며 전 처리 후 건조하지 않고 젖은 상태가 인장강도 향상에 더 나은 것으로 나타났다.
2. 모발염색 시술 시 약산성, 약알칼리 전해수 처리에 따른 모발 마찰력
모발염색 시술 시 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 모발의 마찰력 변화에 대해 살펴본 결과는 Table 3과 같다.
C 시료 모발의 마찰력을 살펴보면, 대조군의 평균이 0.62로 나타났고, 약산성 전해수 처리 군 C1 시료 모발 마찰력의 평균은 C1-1이 0.53으로 가장 높았고, 다음으로 C1-3이 0.50, C1-2가 0.49 순으로 나타났다. 또한 약알칼리 전해수 처리 군 C2 시료 모발 마찰력의 평균은 C2-1이 0.65로 가장 높았고, 다음으로 C2-3이 0.61, C2-2가 0.58 순으로 나타났다. 이상과 같이 약산성 전해수와 약알칼리 전해수 처리에 따른 C 시료 모발의 마찰력은 약산성 전해수 처리 시보다 약알칼리 전해수 처리 시에 높으며 통계적으로도 유의한 차이를 보였다(p<0.01). 이는 모발염색 시 전처리에 따른 물리적 손상에 유의미한 차이를 보이고 손상이 심할수록 전처리의 영향이 크다는 것을 알 수 있다는 보고(Kang & Kim, 2008)로 미루어 볼 때 약산성 전해수의 처리는 모발 표면 수축으로 마찰력을 낮추는 것으로 사료된다. 특히 C 시료 모발의 마찰력은 C2-1이 0.65로 가장 높고, C1-2가 0.49로 가장 낮음을 알 수 있다. 따라서 C 시료 모발의 마찰력은 약산성 전해수 처리 시보다 약알칼리 전해수 처리 시에 더 높아지는 것으로 나타났다.
3. 모발염색 시술 시 약산성, 약알칼리 전해수 처리에 따른 모발의
수분율
모발염색 시술 시 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 모발의 수분율 변화에 대해 살펴본 결과는 Table 4와 같다.
C 시료 모발의 수분율을 살펴보면, 대조군의 평균은 2.20으로 나타났고, 약산성 전해수 처리 군 C1 시료 모발의 수분율 평균은 C1-3이 3.45로 가장 높았고 다음으로 C1-2가 2.57, C1-1이 1.89 순으로 나타났다. 또한 약알칼리 전해수 처리 군 C2 시료 모발의 수분율 평균은 C2-3이 1.45로 가장 높았고 다음으로 C2-2가 1.43, C2-1이 1.18 순으로 나타났으며 약산성 전해수를 전·후처리(Dry, Wet)에 따른 변화에서 건조하지 않은 시료 모발의 수분율이 높게 확인되었다. 이는 산성 전해수는 산도가 낮고 물 분자의 클러스트가 작아 시료 모발에 처리하게 되면 모표피의 수축과 수렴에 영향을 주어 모발의 손상을 낮춰준다는 보고와 유사한 결과로(Han & Kang, 2015) 약산성 전해수의 처리는 모발 수렴에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 이상과 같이 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 C 시료 모발의 수분율은 약알칼리 전해수 처리보다 약산성 전해수 처리 시 높으며 C1-3이 3.45로 가장 높고 C2-1이 1.18로 가장 낮음을 알 수 있다.
4. 모발염색 시술 시 약산성, 약알칼리 전해수 처리에 따른 표면관찰
모발염색 시술 시 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 모발의 표면 변화에 대해 살펴본 결과는 Figure 2와 같다.
C 시료 모발의 모발 표면을 살펴보면 약알칼리 전해수를 사용한 C2-1, C2-2, C2-3보다 약산성 전해수를 사용한 C1-1, C1-2, C1-3의 큐티클 상태가 들뜸이 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있었다. 특히 약알칼리 전해수를 처리한 C2-2, C2-3에서 큐티클이 들뜨고 박리가 많은 부분을 확인할 수 있었다. 또한 전해수 전·후처리(Dry, Wet)시, 큐티클의 들뜸의 차이는 크지 않은 것으로 관찰되었다. 약산성 전해수를 사용하여 처리한 염색 모발의 큐티클은 전체적으로 크게 들뜸 현상은 보이지 않으나, 상대적으로 약알칼리 전해수를 사용한 염색 모발의 큐티클은 부분적으로 들떠 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 알칼리를 사용했을 때 큐티클의 들뜸이 나타난 연구(Kim et al., 2013)와 산성 전해수 사용시 큐티클의 안정이 확인된 연구(Yoo & Choi, 2017)와 유사한 결과로 약알칼리 전해수의 전·후(Dry, Wet)처리는 모표피를 팽윤시켜서 탈색제의 침투를 용이하게 만들고 모피질 내의 물질들이 유출될 수 있기 때문에 약산성 전해 를 처리한 모발보다 모발 손상이 많은 것으로 사료된다. 따라서 모발 염색 시에 약산성 전해수의 처리는 모발 표면 보호에 효과적인 것으로 나타났다.
5. 모발염색 시술 시 약산성, 약알칼리 전해수 처리에 따른 모발의 Color Variation
C 시료 모발의 Color Variation을 살펴보면, 대조군의 평균은 13.19로 나타났고 약산성 전해수 처리 군 C1 시료 모발의 Color Variation 평균은 C1-3이 12.26으로 가장 높았고 다음으로 C1-2가 11.09, C1-1이 7.83 순으로 나타났다. 또한 약알칼리 전해수 처리군 C2 시료 모발의 Color Variation 평균은 C2-2가 22.39로 가장 높았고 다음으로 C2-3이 22.34, C2-1이 17.77 순으로 나타났다. 이는 알칼리 전해수의 전처리가 모발의 간충물질과 멜라닌 색소를 유출시켜 탈색의 효과를 증진시킨다는(Kim et al., 2013)의 보고와 일치하며 약 알칼리 전해수 처리 시에 염모제의 커플러의 반응을 상승시켜 색의 균일성에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 이상과 같이 약산성 전해수와 약알칼리 전해수의 처리에 따른 C 시료 모발의 Color Variation은 약산성 전해수 처리 시보다 약알칼리 전해수 처리 시에 높으며 C2-2가 22.39로 가장 높고 C1-1이 7.83으로 가장 낮음을 알 수 있었으며 전해수를 전·후처리(Dry, Wet)에 따른 변화는 크지 않은 것으로 확인되었다.
Conclusion
본 연구는 모발염색 시술 시 전해수 활용의 효용성을 검증하고, 모발 손상을 경감시킬 수 있는 전문가의 영역을 넓히는데 의의를 가지며 모발염색 시 전해수의 사용과 기준을 제시하는데 그 목적을 두고 있다. 이를 위해 전 처리 및 전·후처리(Dry, Wet)를 한 모발염색을 통해 모발의 변화를 알아보고 One-way ANOVA, MANOVA를 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
첫째, 전해수의 처리에 따른 모발염색 시 인장강도는 약알칼리 전해수 처리보다 약산성 전해수 처리 시가 높았으며, 통계적으로도 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 따라서 모발염색 시 약알칼리 전해수보다 약산성 전해수의 처리는 모발의 산성에 의한 모발의 수축으로 모발의 인장강도 향상에 도움을 주는 것으로 사료되며 전처리 후 말리지 않고 젖은 상태가 인장강도 향상에 더 나은 것으로 나타났다.
둘째, 전해수 처리에 따른 모발염색 시의 마찰력은 약산성 전해수 처리 시보다 약알칼리 전해수 처리 시가 높으며 통계적으로도 유의한 차이를 보였다(p<0.01). 따라서 모발염색 시술 시 약알칼리 전해수의 사용은 약산성 전해수 사용 시보다 모발이 더 거칠어 짐을 알 수 있다.
섯째, 약산성 전해수를 사용하여 처리한 염색 모발의 큐티클은 전체적으로 크게 들뜸 현상은 보이지 않으나, 상대적으로 약알칼리 전해수를 사용한 염색 모발의 큐티클은 부분적으로 들떠 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 모발염색 시에 약산성 전해수의 처리는 모발 표면 보호에 효과적인 것으로 나타났다.
넷째, 전해수의 처리에 따른 모발의 Color Variation의 변화에서 약산성 전해수 처리 시보다 약알칼리 전해수 처리 시가 높은 것으로 나타났으며 모발염색 시에는 약산성 전해수의 처리로 염모제의 높은 균일성을 확인할 수 있었다. 따라서 높은 색의 균일성을 얻기 위한 방법으로 약산성 전해수의 사용은 필요할 것으로 사료된다.
다섯째, 전해수의 처리에 따른 모발의 수분율 변화에 대해 살펴본 결과, 염색 모발의 수분율은 약알칼리 전해수 처리보다 약산성 전해수 처리 시가 높은 것으로 나타났다. 따라서 염색 시에 약산성 전해수의 처리는 전 처리 후 건조 또는 건조하지 않더라도 모발 내 유전율, 보습에는 유리한 것으로 사료된다.
이와 같이 염색 시 전해수 처리가 모발에 미치는 영향에 대해 연구한 결과 전해수 처리 시에 모발의 인장강도, 마찰력, 보습도, 큐티클, 색의 균일성에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 본 연구는 시료 모발의 선정에 있어 30대 여성의 모발만 대상으로 하여 연구결과를 일반화하기에는 다소 부족함이 있었으나 모발염색 시 오는 손상은 현장에서의 가장 큰 어려움 중 하나이므로 향후 전해수를 모발에 처리하여 염색 시술 시의 모발 손상을 경감시키고 염색 컬러의 균일성을 높일 수 있는 방안을 분석한 본 연구가 기초자료로서의 의의가 있다고 사료된다. 차후 다양한 방법의 전해수 처리가 모발 화학 시술에 어떠한 영향을 미치는 가를 연구하며 다양한 모질의 모발선정으로 연구의 신뢰도 확립 또한 필요하다.
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