제 6 장 과산화수소(Hydrogen Peroxide)
1. H2O2
2. 과산화수소물의 강도(Strengths of hydrogen peroxide)
과산화수소는 산소를 필요로 하는 모든 화학과정에 사용되는 가장 일반적인 화학제품으로서 물분자에 산소 분자를 가해서 만들어졌으며, 모발 염색에 가장 일반적으로 사용되는 산화제로서 멜라닌과 같은 다른 물질과 결합하여 더 강한 과산화물을 형성 모발을 산화시켜 모발 색소를 밝게 해주는 산화되는 물질이다. 산소와 멜라닌의 결합은 과산화물 용액의 작용으로 모발 안에 멜라닌이 탈색되고 분산된다. 이 새로운 보다 작은 구조물과 흩어진 멜라닌의 구조로 인해 모발은 표백되어 보인다. 과산화물은 스스로 모발의 색을 부드럽게 탈색되어지는 것에 관계한 과산화수소는 화장품학에 다음과 같이 여러 가지 이름으로서 산화제, 발생기, 촉매제 등으로 불려지며 분말형, 크림형 그리고 액상 type이 있다. 분말형태는 액상의 과산화수소 용매에 volume을 높이는데 사용되며 크림 과산화물은 밀도가 높은 부가물의 형태로 농축 첨가물이며 그리고 안정화를 위해 산성을 유지해야 한다. 밀도가 높은 것은 조절시키기가 쉬우며 제품을 만들기에도 용이하다. 높은 강도를 요구 할 때는 첨가제를 사용하여 강도를 조절한다. 액상 과산화물은 pH 3.5∼4.0을 유지하여 안정된 산(acid)을 유지하며 무색 액체, 무향이나 물과 산소에 쉽게 분리되며 열에 불안정한 혼합물로서(2H2O+O= 2H2O2) 소독 또는 지혈의 역할을 겸하고 있다.
1. H2O2
과산화수소는 두발에 작용하면 흡수성이 커지고 건조가 오래 걸려 두발을 거칠게 하며 30 vol부터는 모발 아미노산인 황을 유출시킨다. 그러므로 H2O2의 Volume이 높을수록 Keratin을 용해시키며 두발 단적 부양 무게의 약화로 인한 인장강도는 두발을 느슨하게 한다.
유럽시장에 판매되고 있는 H2O2는 12%(40 vol)까지 허용하나 반드시 상품설명서에는 눈에의 접촉을 금하며, 접촉되면 즉시 물로 헹구어 낸다고 명시되어 있으며 두피에 화상을 줄 수 있으므로 하이라이트(highlight)시에만 사용해야 한다.
① 명칭
과산화수소수(H2O2) 또는 하이드로 페록사이드(Hydrogen Peroxide)
② 단위
Volume or %로 표기
ㄱ. 볼륨의 세기는 H2O2 하나에 의해 방출될 수 있는 자유 산소의 수를 의미
ㄴ. %세기는 더 화학적인 개념으로서 순수 H2O2가 얼마나 많이 100 숫자 단위의 산화 용액에서 발견 되는가를 말한다.
③ 발견
1818년 테나르(Thenard)가 처음 발견 산화바륨과 염산을 반응시켜 염화바륨과 과산화수소(BaO2+ 2H Cl→ BaCl+ H2O2)를 생성
3년 뒤 1821년 미용산업분야에서 적용시킴, 탈색제, 산화염색제, perm 용액 중 제2제로서 사용됨
④ 강도
1 Volume은 1 의 H2O2가 방출할 수 있는 산소의 양
1 의 H2O2 20 vol은 20 의 산소를 방출하며 6% H2O2를 포함
1 의 H2O2 10 vol은 10 의 산소를 방출하며 3% H2O2를 포함
1 의 H2O2 30 vol은 30 의 산소를 방출하며 9% H2O2를 포함
1 의 H2O2 40 vol은 40 의 산소를 방출하며 12% H2O2를 포함
3% H2O2 100 용액은 물 97g에 H2O2 3g 포함
6% H2O2 100 용액은 물 94g에 H2O2 6g 포함
9% H2O2 100 용액은 물 91g에 H2O2 9g 포함
12% H2O2 100 용액은 물 88g에 H2O2 12g 포함
H2O2 10vol은 명도를 ½tone이상 거의 up 시키지 않는다.
H2O2 20vol은 명도를 2 level up 시킨다.
H2O2 30vol은 명도를 3 level up 시킨다.
H2O2 40vol은 명도를 4 level up 시킨다.
⑤ 보존성
과산화수소 그 차제는 불안정하며 pH가 산성(2.5∼3.5)이어야 한다. 그러므로 안정화시키기 위해 인산, 구연산, 유산 등을 첨가시킨다. 빛과 열에 약하고 금속성분이나 유기체(박테리아) 등에 의해 쉽게 분 해되거나 휘발하므로 플라스틱 병이나 갈색 병에 밀봉하여 냉암 속에 보관한다.
⑥ 효능
H2O2 자체는 탈색이 매우 느리다. H2O2 20vol은 12시간 정도에서 2level up 시킨다. 이를 보완하기 위 해 알칼리 성분을 가속제(촉매제) 역할로 첨가시킨다.
⑦ 첨가제
H2O2의 첨가제인 알칼리 성분인 NH3는 keratin 성분 중의 시스테인과 결합하여 S를 유출시키며 cuticle은 팽윤되면서 동시에 모발의 흡습성이 커져 약제의 침투를 쉽게 해주나 과도할 때는 두발 정 전기를 유발시킨다.
NH4OH: 농축 5%(1%의 암모니아 가스 함유)는 모발에 약간 손상
농축 20%(4%의 암모니아 가스 함유)는 cuticle층 영향- 미용실에서 주로 사용
농축 70%(14%의 암모니아 가스 함유)는 모발을 파괴시킨다.- 두발이 끊어짐
⑧ H2O2의 분해 원인
H2O2는 먼지, 알칼리, 햇빛에 의하여 분해된다. 그러므로
ㄱ. 용기를 밀봉하여 먼지가 들어가지 않게 하며, 가능한 사용시에도 뚜껑을 닫는다.
ㄴ. H2O2의 양을 원하는 만큼 덜어서 사용한다. 이때 사용하던 H2O2를 용기에 합류시키면 먼지나 분 리된 산소에 의해 H2O2의 세기를 희석시킨다.
ㄷ. 산화제 용기는 투명한 플라스틱으로서 빛을 통과시키지 않은 것을 택하며 갈색 유리병을 사용한 경우 직사광선에 의해 유리가 깨어져 사고가 날 가능성이 있으며 플라스틱인 경우에도 용기가 뒤 틀려 있다면 산소의 분리에 의해 용기가 폭발할 수도 있으므로 가급적 멀리 서서 뚜껑을 개봉한 다.
ㄹ. H2O2는 산(acid)일 때 가장 안정하나 안정을 위해 산을 추가한다.
ㅁ. H2O2를 알칼리와 섞으면 H2O2에서 산소의 분리가 일어난다.(NH3, 수돗물(pH 5.8∼8.5)에 알칼리 성 분이 들어 있으므로 산소가 발생한다.
ㅂ. H2O2는 O를 방출한다. 그러므로 헤어스프레이나 세팅 로션처럼 화염성이 있는 화학제품과 함께 보관해서는 안된다.
2. 과산화수소물의 강도(Strengths of hydrogen peroxide)
영구적 염료로서 산화제는 가장 많이 20 volume의 과산화물이 사용된다. 그러나 volume의 세기는 자연 모발색상과 원하는(바꾸고자 하는) 색의 등급 과정에 의해 결정된다. 또한 모발의 굵기와도 밀접하다. 40 volume의 사용은 모발과 멜라닌이 가장 많이 손상되며 기본 탈색과정 보다 더 많이 탈색되는 결과를 얻는다.
1) H2O2의 역할
ㄱ. 6∼10 vol(1∼3%) H2O2는 색조역제(colour activator) 또는 색완화제(colour releaser)로서 모발 색소 를 변화시키지는 않는다.
ㄴ. 20∼30 vol H2O2 사용시 모발 색소는 2-3 tone까지 산화시킨다.
인공색소의 산화를 도와 발색이 되는 염색제로 변화
알칼리 성분(암모니아)이 함유된 염색제와 산화제 mix에 의해 diamine(NH2)들은 변화를 일으켜 새 로운 화학성분을 형성한다.
2) H2O2의 혼합
원하는 탈색의 정도에 따라 달라질 수 있다.
강 도 혼 합 사 용 법 단 점
1∼3½ tone 밝기(약한 탈색) gel type bleach제(oil bleach제+ 암모니아수)+ 6∼ 9% H2O2 ·첫번째 탈색을 할 경우
·재염색을 위해 탈색을 할 경우
·재염색 없이 탈색만 하는 경우 암모니아의 활동으로 인해 반사빛 만을 얻는다. 빨강, 오렌지, 노랑 오렌지
3½∼6 tone 밝기(중간 탈색 또는 강한 탈색) Blue oil+ 보력제 1shade- 3½ tone
(암모니아수) 2shade- 5 tone + 6∼ 9%H2O2
3shade- 6 tone ·재염색을 준비하는 과정인 애벌탈색, 아주 밝은 톤까지 가능(환타지 색상과 잿빛의 색상이 가능하다) 강도는 다르지만 두발을 건조시킨다.
7 tone(매우 강한 탈색) 과산염 파우더(알칼리 성분)+ 6∼ 9% H2O2 ·5∼6 tone 이상의 두피 전체 탈색(두피 자극이 적은 6% H2O2만 사용 두발을 건조, 손상, 거칠게 한다.
가는 모발(fine hair), 건조한 모발(dry hair), 민감한 머발(sensitive hair), 퍼머한 모발(permanent wave hair)은 탈색이 쉽다. 굵은 모발(coarse hair)은 탈색이 어려우며, 선천적인 붉은 hair는 탈색이 불가능하다.
3) 색상환 사용(Using the color wheel)에 의한 과산화수소 농도
① H2O2의 농도에 따른 작용
Volume 강 도 작 용
10 vol H2O+O(3%) · 탈색 작용 안됨
· 착색 작용
· 어둡게 염색하고자 할 때 또는 이미 모발이 퇴색되어 멜라닌 색소를 제거하고 싶지 않을 때 탈색 작용이 되지 않는 3% H2O2 사용
· 6%의 H2O2 ½과 물 ½을 희석하면 H2O2 3%를 만들 수 있다.
20 vol H2O+O(6%) · 탈색과 착색 작용
· 1∼2 Level 밝게
· 어둡게 하거나 같은 tone으로 하거나 백모 cover
30 vol H2O+O(9%) · 착색보다 탈색 작용이 더 크다.
· 2∼3 Level 밝게
· 20 vol보다 모발 손상이 크다.
40 vol H2O+O(12%) · 착색보다 탈색 작용이 더 크다.
· 4 Level 밝게
· 30 vol보다 모발 손상이 더 크다.
② NH3와 H2O2 volume 관계
탈색의 정도에 따라 3가지로 분류시킬 수 있다. 자연모는 그 정도는 다르지만 탈색이 된다. volume 높은 산화제는 많은 양의 산소가 방출되고 강한 탈색이 된다. H2O2는 탈색작용이 발색작용보다 강하게 일어난다.
H2O2 농도 특 성 사 용 법 비 고
NO H2O2 2% 미만의 적은 양의 NH3로서 탈색을 최소화한다. ton on ton or 어두운 염색, 단속제만 들어있는 제품으로서 natural 반사빛, 유지력 1∼2주, 색상을 중화시키는 역할 모발 염색제 중 가장 부드러우며 pH가 낮다.
20∼30 vol H2O2 NH3의 함유량- 탈색정도를 결정
5%- 1 level up, 10%- 2 level up, 15%- 3level up
색상에서 명도 차이를 가져다 줌 염색만으로 2∼3tone 밝게 할 수 있다. 자연모발 레벨 4에서 시작)
탈색이 균일하지 않게 된 상태에서 염색했을 때 사용, 이미 염색된 모발에 사용 밝은 염색일 경우 탈색 없이 1∼3tone level up(20∼30vol H2O2 사용)이 가능
30∼40 vol H2O2 NH3의 함유량 24%정도로서 3volume 높은 H2O2 30∼40vol 혼합 4tone까지 밝게 자연모의 level인(밝은 갈색, 어두운 금발, 금발에서) 4level까지 염색으로서도 밝게 할 수 있다. 애벌 탈색 없이 시간 절약
③ shop에서 H2O2 사용 범위
산화제의 강도는 혼합시 사용되는 H2O2의 volume에 따라 변화한다. volume이 높아질수록 방출하는 산소의 양은 커지게 된다. 보력제(촉진제, 암모니아수)는 탈색속도를 나타내는 빠르기로서 4∼7% 정도로 다양한 암모니아수의 혼합량에 따라 변화한다.
ㄱ. 탈색시 ㄴ. 산화염색시 ㄷ. 애벌염색시 ㄹ. 지우기, 닦아내기 할 때
ㅁ. perm 제2액(산화제, 정착제) ㅂ. 소독시(3% 옥시풀, 6% 지혈효과가 있다.)
④ H2O2 or 암모니아(NH3)의 양이 많을수록 반사빛은 붉은 따뜻한 색상을 나타낸다.
ㄱ. H2O2의 volume이 클수록 산소 방출이 많아지며, 탈색(level) 크기의 폭이 크며, 다양한 tone의 탈색 을 얻을 수 있다. (두발은 손상되고, 끊길 수 있다.)
ㄴ. NH3(보력제) 양이 많을수록→
짧은 시간에도 방출되는 산소의 양이 많다→
탈색이 더욱 가속화된다.→
탈색의 크기는 변함없으나 시간적으로 단축시킬 수 있으며, 붉은 빛의 반사빛을 강하게 나타낸다.
ㄷ. 강한 volume의 H2O2는 안정성이 보장되지 않을 경우 사용해서는 안된다.
ㄹ. 암모니아수는 두발을 손상시키므로 양을 임의로 늘려 사용해서는 안된다.
· Ammonia Free- 암모니아(NH3) 성분이 어떠한 형태로도 함유되어 있지 않다.
· No Ammonia- 암모니아(NH3)라는 고유화학성분 자체만은 함유하고 있지 않다.
· Free Ammonia- 암모니아(NH3)의 또 다른 화학적 상태를 말해주며, 암모니아인 것에는 변함없다.
4) H2O2 함유율에 따른 염색등급 소요시간
H2O2 자체로서는 모발을 밝게 할 수는 있으나, 진행속도가 매우 느리다. 2 level up 시키고자 할 때 20vol H2O2 용액에 12시간 정도 모발을 담가야만 가능하다. 그러므로 H2O2 용액을 산소의 산화(떨어져나감)를 빠르게 하기 위한 이런 물질들은 반응이 끝난 다음에도 변하지 않고, 그 자체로써 남아있다. 이를 촉매(catalyst)라 한다.
① H2O2을 사용해야 할(테크닉) 용도에 따라 산화제의 양은 조절할 수 있다.
ㄱ. 산화제 양이 1액과 2액 혼합시 1액보다 많을 때(묽어지면)
탈색시간은 더 오래 걸리나 bleach level은 밝아지기 힘들다.
ㄴ. 산화제 양이 적을 때(1액과 2액 혼합시)
걸쭉하게 반죽되어 탈색이 잘되지 않으므로 제1제 탈색제와 제2제 산화제의 양을 적당량 mix 해 야한다.
② 탈색제의 강도는 사용한 H2O2의 volume(20, 30, 40vol)에 따라 달라진다.
vol이 클수록 방출 산소량이 커진다.
③ 탈색제 + H2O2의 혼합제의 활동속도를 조절하는 것은 함유된 NH3의 양에 따라 달라진다.
H2O2의 함유율 등급의 변화 소요시간
10 vol 3% 등급의 변화 없음 30분
20 vol 6% 자연모발에서 2등급을 높일 때 30분
30 vol 9% 자연모발에서 3등급을 높일 때 45분
40 vol 12% 자연모발에서 4등급을 높일 때 60분
④ 주의
강도 혹은 volume의 증가는 제조 회사의 추천 지시서에 따르지 않으면 모발 손상과, 피부 및 두피의 화학적 화상까지 원인이 된다. 제조회사마다 염색제와 과산화수소물의 사용 용량이 다르므로 과산화수 소물의 계량에 있어 다른 제품의 눈금에 맞추지 말아야 한다. 또한 과산화수소물의 접촉에 있어 금속 성은 피한다. 금속은 염색제에 있어서 산화작용, 촉매작용을 하므로 빨리 일어난다.
5) H2O2의 사용 범주
모발을 밝게 또는 어둡게 하는 것은 자연색소나 인공색소를 제거하거나 보충하는데 있다. 밝게 하는 것은 자연적으로 또는 화학적 산화작용에 의해서 일어난다.
① lightening(밝게 하기)
산화염료의 제2제의 H2O2 6%는 2level까지 밝게 할 수 있으며 12% 4level까지 밝게 한다.
② bleach(탈색)
블리치 레벨은 따뜻한 계열의 색상으로서 모발에 따라 자연 모발 색을 4∼7level까지 밝게 탈색시킬 수 있다. 밝게 탈색되는 동안 색상이 빠져나가는 과정은 파란색이 먼저 그 다음 빨강, 노랑이 되면서 점점 백금색을 띤다.
③ cleaning(클린징)
색조가 남아 있거나, 어두운 칼라를 밝게 하고 싶을 때 클린징으로 인공색소를 제거한 후 밝은 색조를 입힌다.
④ 퇴색
물과 바닷물의 소금기는 모발을 부풀리고 바람의 산소와 자외선에 의해 활성화 된 산소분자가 모발 속 으로 침투 점차적으로 melanin을 산화시킴으로써 모발을 퇴색시킨다.
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