WELLUNG DES HUMANHAARES 325 Zement selbst sind Disulfid-, Salz- und WasserstoFfbindungen anzutrefi•n, jedoch wird von keiner der 3 Bindungstypen eine Richtung bevorzugt. Im ersten Schritt der Humanhaarwellung wird dutch Offhen von Bin- dungen eine Erweichung der Keratinsubstanz erzielt bei der W a s s e r w e 11 e sind es Wasserstoffbrticken, die dutch Wasset ge6ffnet werden*, bei der Dauerwelle oder dem Gl•itten von naturkrausem Haar werden dutch das Reduktionsmittel Disulfid-Brticken gesprengt** Diese, aus der Literatur bekannten Reaktionen lauren, wie nachfolgend gezeigt werden soll, bevor- zugt in den amorphen Bereichen des Cortex ab. WASSERWELLE Die Literatur lieferr eine Vielzahl von Angaben tiber die Quellung des Hu- manhaares in Wasser. Im Mittel quillt das Haar in Wasser um ca. 10% in der Dicke und um nur 1-2% in der L•inge. Bei der Dehnung eines I cm langen einzelnen Humanhaares von ca. 1.10 -•' mg Gewicht um 1/•.% seiner L•inge in Luft und Einbringen des ge- dehnten Haares in Wasser erfolgt ein spontaner Kraftabfall der zum Dehnen notwendigen Kraft um etwa 40%*** (von 1,5 gauf 0,9 g). Mir Hilfe der in der Literatur angegebenen Bindungsenergie einer Wasserstoffbriickenbin- dung von 6 kcal/Mol (46) l•iBt sich der experimentell ermittelte Kraftabfall in ,,Zahl ge6ffneter H-Bindungen" ausdrticken. Man errechnet, dab von den maximal m6glichen 25 ß 10•5 H-Brticken in der Matrix**** durch Einbringen (1,5 --0,9)- 10a. 0,5- 10 -•. des gedehnten Haares in Wasset nut • 1.10•a 35' 10 -14 H-Bindungen ge6ffnet werden. Das sind weniger als 1% aller m/5 g li c h e n H-Bindungen. Diese mtissen bevorzugt in der Matrix liegen, da nur so die bevorzugte Dickenquellung des Haares verst•indlich wird. Einer Verl•inge- rung der Faser wirken die unver•inderten kristallinen Fibrillen entgegen. * N--H-"10 = C -+ IN--H + IO-- C ** CH--CH2--S--S--CHs--CH-- --- 2 CH--CH2--SH (47) *** Mittelwert aus 20 Messungen. **** Dieset Weft wurde berechnet unter Zugrundzlegung folgender Bedingungen: 50% Matrix, mittleres Molekulargewicht einer Aminosfiure -- 120, Bindungsenergie far eine H-Brticke = 35.10 -•4 erg, i kcal = 4, 1868.10 •ø erg, I erg = I dyn. cm, I dyn = I rag.

326 JOURNAL OF THE SOCIETY OF COSMETIC CHEMISTS Berticksichtigt man, dab die Rechnung nut eine ganz grobe N•iherung und Vereinfachung darstellt, d.h. dab bei einer Wasserwelle tats•ichlich sogar noch weniger H-Brticken als oben angegeben reversibel dutch Wasset ge- /Sffnet und nach dem Einlegen in die gewiinschte Form und dem Trocknen wieder geschlossen wetden, so wird verst•indlich, dab diese Haarumformung nut eine sehr geringe Haltbarkeit haben kann. Die Haltbarkeit einer Wasser- welle muB deshalb wesentlich geringer sein als die Formver•inderung = Ver- l•ingerung eines Haares nach 40% iger Dehnung, wie sie in der koNisiven Set vorliegt. Die Frage, ob Salzbindungen* bei einer Wasserwelle mir beteiligt sind oder nicht, kann weder an Hand der Literatur noch dutch experimentelles Material eindeutig bewiesen wetden, da ein in Wasset um 1/2% seiner L•inge gedehntes Haar in verdiinnter Salzs•iure oder verdtinnter Natronlauge kei- nerlei Kraftabfall zeigt. Dehnt man ein Haar um ca. 30% seiner L•inge in Wasset, also bis in den FlieBbereich hinein, l•iBt relaxieren, d. h. das Deh- nungsgleichgewicht sich einstellen, und bringt jetzt an Stelle des Wassets verdiinnte (n/10--n/1000) Salzs•iure oder Natronlauge an das Haar, dann tritt ein ganz schneller und starker Kraftabfall ein. Daraus kann man schlie- Ben, dab im stark gedehnten Zustand die Salzbindungen in Wasset noch in- takt, abet schon angespannt sind, dutch H +- oder OH--Ionen dann abet ge- 6ffnet wetden. In dem bei einer Wasserwellung vorliegenden minimalen Dehnungsbereich yon nut 1/•.% wetden Salzbindungen schon wegen ihrer ,,L•inge" (48) wahrscheinlich gat nicht bet•itigt, deshalb kann man dutch H+- oder OH--Ionenzusatz auch eine Wasserwelle nicht verbessern, d.h. haltbarer machen. Auch der Zusatz von Alkohol, z. B. n-Propanol, bringt keine Verbesserung der Wasserwelle, d. h. dab die hydrophoben Bindungen bei der Wasserwelle ebenfalls nut eine sehr untergeordnete Rolle spielen. DAUERWELLE Bei der Dauerwelle miissen Querbindungen im Haar gespalten wetden, damit das Haar permanent mechanisch verformbar wird. Bei der HeiBwelle geschieht das vorwiegend mit Borax als Alkalisierungsmittel oder Sulfit als Reduktionsmittel, bei der Kaltwelle verwendet man ausschlieBlich Merkaptane. Die drei Substanzen Borax, Sulfit und Thioglykolat sind aus der Wollfor- schung fiir ihre gute Wirkung bei der Erzeugung einer permanenten Set be- * Es k6nnen nach den in der Literatur ver6ffentlichten und eigenen Aminosiureanalysenxverten in einem Humanhaar yon 1 cm Linge ca. 20% saute Aminosiuren (= 10.1015) und ca. 11% (= 6.1015) basische Aminos•iuren vorhanden sein demnach sind also maximal 6' 1015 Salz- bindungen in dem gedehnten Haarsttick m6glich.