과학(Science)/공학 (Engineering)

'샴푸-린스-트리트먼트'의 과학

SURPRISER - Tistory 2022. 6. 11. 21:31

 '샴푸(Shampoo)'는 머리카락의 세정의 역할을 하고, '린스(Rinse)'는 머리카락 감촉의 향상의 역할을 한다. 이 둘은 역할은 다르지만, 사실은 둘다 '계면 활성제'라는 성분을 가지고 있다. '계면 활성제'는 세제 등에도 포함된 때를 씻어내는 성분이다.

0. 목차

  1. '샴푸'는 어떻게 때를 씻어낼까?
  2. '린스'는 어떻게 머리카락을 부드럽게 할까?
  3. 보습 성분을 포함한 '트리트먼트'
  4. '컨디셔너'는 무엇일까?
  5. 샴푸가 약알칼리성이나 약산성인 경우
  6. 샴푸의 세정력은 미미하다.

1. '샴푸'는 어떻게 때를 씻어낼까?

 머리카락의 때나 냄새의 주요 원인은 피부에서 분비된 기름 성분이지만, 기름 성분은 물에 잘 녹지 않기 때문에 쉽게 씻어낼 수 없다. 하지만 '계면 활성제(Surfactant)'를 사용하면 이 기름 성분을 쉽게 씻어낼 수 있다. '계면활성제'는 이름 그대로 서로 다른 성질의 물질이 만나는 면에서 활성화된 물질이다.

 '계면 활성제'의 성분에는 '친수기(물과 친한 부분)'과 '소수기(기름과 친한 부분)'이 있다. 이러한 성질 덕분에 '계면 활성제'는 머리카락의 때를 물에 쉽게 씻겨 내려가게 한다. 일반적인 중성 샴푸를 예로 들어 보자. 기름때가 달라붙은 머리카락에 샴푸를 바르면, 계면 활성제의 '소수기'가 기름때와 결합한다. 기름때와 결합한 계면 활성제가 늘어나면, 기름때는 서서히 머리카락으로부터 떨어져 최종적으로는 계면 활성제 성분에 둘러싸인다.

 또 머리카락을 구성하는 '젤라틴(Gelatin)' 등의 단백질은 주변 환경이 중성이나 알칼리성이 되면 '음전기'를 띤다. 결국, 중성 샴푸를 사용할 때 머리카락의 표면은 '음전기'를 띤다. 실은 중성 샴푸에 포함된 '계면 활성제'의 성분도 친수기에 음전기를 띠고 있다. 그래서 같은 음전기를 띠는 계면 활성제의 성분과 머리카락은 반발한다. 결국, 계면 활성제로 둘러싸인 기름때는 머리카락에 다시 달라붙기 어려워져 쉽게 씻겨 내려간다.

샴푸

2. '린스'는 어떻게 머리카락을 부드럽게 할까?

 한편, 중성 샴푸와 함께 이용하는 린스에는 친수기에 양전기를 띤 '계면 활성제'가 들어있다. 양전기를 띤 계면 활성제는 음전기를 띤 머리카락에 끌려 머리카락의 표면을 감싼다. 이때, 계면 활성제의 소수기가 머리카락 바깥쪽을 향해 정렬한다. 소수기는 기름과 친한 성질을 가지고 있기 때문에 머리카락의 감촉이 매끈매끈해진다.

 샴푸와 린스가 하나로 된 제품인 '린스 인 샴푸(Rinse in Shampoo)'도 있다. '린스 인 샴푸'에 포함된 린스의 성분은 소수기의 커다란 계면 활성제끼리 화학적으로 결합시킨 커다란 분자이다. 분자가 크면 물에 잘 녹지 않는다. '린스 인 샴푸'에는 샴푸의 성분과 린스의 성분이 녹는 정도에 차이를 두어, 샴푸의 효과로 때를 씻어 낸 다음, 린스의 효과가 발휘되도록 한다. (제조사에 따라 방법이 다를 수 있음)

린스

3. 보습 성분을 포함한 '트리트먼트'

 샴푸를 사용할 때 머리카락 표면이 음전기를 띠면, 물에 포함된 '나트륨 이온(Na+)' 등의 양전기를 띤 입자가 물 분자와 하나가 되어 머리카락에 달라붙는다. 이들 입자는 매우 작아서 머리카락에 침투하기 쉽다. 그 결과 머리카락이 부풀고, 머리카락 표면을 비늘 모양으로 덮는 '각피(cuticle)'라는 층이 확대된다. 각피층이 넓어지면, 머리카락 내부에서 '천연보습인자(NMF: Natural Mosturizing Factor)'라는 보습 성분 등이 흘러나오기 때문에, 머리카락을 씻는 것만으로도 머리카락에서 수분이 빠져나간다.

 그래서 샴푸와 린스와는 별도로 머리를 감을 때 '트리트먼트'를 사용하는 경우도 있다. '트리트먼트(Treatment)'는 머리카락의 '보습력'을 높이기 위해 사용된다. 트리트먼트에는 'NMF'와 비슷한 수분을 유지할 수 있는 아미노산이나 단백질이 포함되어 있다. 그래서 샴푸로 머리를 감은 다음, 넓어진 각피 틈새를 통해 트리트먼트 성분을 머리카락에 침투시킴으로써, 머리를 감을 때 빼앗긴 수분을 보충할 수 있다. 트리트먼트를 바른 다음 5분 정도는 가만히 있는 게 좋은데, 그 이유는 이런 성분이 머리카락 내부까지 침투하는 데 시간이 걸리기 때문이다.

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4. '컨디셔너'는 무엇일까?

 '린스(Rinse)'나 '트리트먼트(Treatment)' 외에 '컨디셔너(Conditioner)'라는 것도 있다. '컨디셔너'는 무엇일까? '컨디셔너'는 원래 트리트먼트에 포함된 성분을 섞은 린스였다. 하지만 요즘에는 린스에도 여러 가지 성분이 들어 있기 때문에, 린스와 컨디셔너의 경계가 흐려졌다. 따라서 린스와 같은 것이라고 생각해도 좋을 것이다.

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5. 샴푸가 약알칼리성이나 약산성인 경우

 시중에서 파는 샴푸나 린스의 대부분은 중성이지만, 그 가운데는 '약알칼리성'이나 '약산성'을 띤 것도 있다.

  1. 샴푸가 약알칼리성인 경우: '약알칼리성 샴푸'에는 '비누 샴푸'가 있다. '약알칼리성 샴푸'를 사용하는 경우, 린스에는 식초나 '시트르산(구연산)' 등 약산성 액체가 사용된다. 두피는 본래 약산성 환경이기 때문에, '비누 샴푸'로 약알칼리성이 된 두피 환경을 원상태로 돌리는 역할을 하는 것이다. 두피의 산성도를 약산성으로 조절함으로써 머리카락이 전기를 띠지 않게 하는 것이다.
  2. 샴푸가 약산성인 경우: 반대로 '약산성'인 샴푸를 사용하면, 머리카락 주변 환경이 항상 약산성이 채로 유지되기 때문에, 머리를 감는 도중에도 머리카락이 전기를 띠지 않는다. 그러면 머리카락에 이온이나 물 분자가 적게 들어가게 되고, 각피도 넓어지지 않게 된다. 그 결과, 머리카락의 '보습 성분' 등도 새어나오지 않는다.
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6. 샴푸의 세정력은 미미하다.

 '계면 활성제'를 사용하는 이상 '샴푸'는 '세제(Detergent)'의 일종일 수밖에 없다. 세제의 세정력은 계면 활성제의 '소수기의 길이' 등에 따라 정해진다. 그러면 샴푸를 지나치게 사용하면 피부를 상하게 하지 않을까 걱정되기도 할 것이다. 하지만 샴푸의 세정력은 주방 세제에 비해 훨씬 약하기 때문에 그다지 걱정할 필요는 없다.

 다만, 샴푸가 피부에 남아 있으면 일시적으로 염증이 일어날 수 있으므로, 머리를 감을 때 확실히 씻어 낼 필요가 있다. 또 시중에 판매되는 샴푸에는 다양한 성분이 포함되어 있기 때문에, 알레르기를 겪는 사람도 있을 수 있다. 샴푸가 자신에게 맞는지는 개인마다 차이가 있을 수 있으므로, 자신의 체질에 맞는 것을 고르면 된다.