翻譯自日本燙髮公會網頁
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燙髮劑歷史
理髮美容業界目前所使用的藥劑，幾乎都是在近代理髮美容剛起步的時期裡所開發出的，跟那時比起來，目前並沒有什麼變化。
雖然知道頭髮科學但並沒有被重視，了解過去的事情，也會有新的構想。讓我們簡單的回顧一下吧。
探索出現在燙髮歷史上的燙髮技術起源，據說可回溯到西元前3000年左右。當時所使用的是樹枝與黏土。不是用髮捲，而是用樹枝捲起頭髮，敷上泥巴使頭髮有弧度。
可是，因為既花時間，且弧度不持久，所以沒有普及到一般大眾。
出現燙髮是1872年巴黎的理髮師Marcel Grateau所想出的熨髮。不是像現在使用電熱及液體，而是使用加熱的熨斗，缺點是頭髮弄濕的話就會恢復原狀。
近代燙髮
1905年，在英國一位叫做Nessler的德國人利用鹼及電熱器發明了電燙，並在1908年拿到專利。雖然這是現代燙髮的原點，但當時是在頭上用夾子將8kg的硼砂與電熱器連結在一起，要花6~8個小時且所費不貲。即使這樣，英國社交界的名媛們都瘋燙髮。(也就是電燙的原型)
目前冷燙的原點是距今約84年(1918年左右)前，William Thomas Astbury及Speakman等人搞懂了角蛋白的分子構造，在1936年開發出將硫代乙醇酸的化學反應運用在人類頭髮角蛋白的技術，完成了現在冷燙的原型。實際上做為商品而問世的，是以1940年在美國發售的家用燙髮品為最早，當初沒有用做商業製品。美容業界擔心客源流失，且認為冷燙不安全，所以當時美國的美容公會相關人士有所批評。某美容相關人士委託大學分析冷燙液，打算向世人宣告該危險性，沒想到結果是其安全性及操作性的好處反而將冷燙推行到全世界。而且，自己在家燙髮而造成頭髮受損的女性們，為了救頭髮而湧進美髮院，燙髮在美髮院變成極為盛行。
厚生勞動省對於燙髮劑的定義及基準
燙髮劑在藥事法第2條第2項中定義為醫藥外用品，其規格被定為品質規格。
燙髮劑的功能、效果
讓頭髮有捲度且維持捲度。拉直自然捲、捲髮或燙捲的頭髮並維持。目前不允許用於手腳等體毛，及睫毛。
燙髮劑的分類與品質規格
燙髮劑依照有效成分、功能、效果、用法而分成九種，各自有訂定品質規格。為了供應統一品質的燙髮劑，細部也制訂具體條例的才是燙髮液的品質規格。
1. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之冷二浴式燙髮液
一般稱做「TGA系COLD」。被稱為「COLD」的原因是因為處理條件被規定為「室溫」。因此，使用這個藥品來處理頭髮時，法律上不允許加溫。用1劑的硫代乙醇酸與鹼來切斷頭髮的胱氨酸鍵(S-S)，用2劑的溴酸鈉或過氧化氫使胱氨酸鍵再次連結。允許1劑中最多可添加4%的硫代二乙酸(一般略稱為「dithio」)。Dithio被叫做反應調整劑，是用來抑制硫代二乙酸過度反應。
2. 將半胱氨酸、半胱氨酸鹽類或乙醯半胱胺酸做為有效成分之冷二浴式燙髮劑
一般稱為「半胱氨酸系COLD」。處理條件跟1.一樣被規定為「室溫」。用1劑的半胱氨酸或乙醯半胱胺酸與鹼來切斷頭髮的胱氨酸鍵(S-S)，用2劑的溴酸鈉或過氧化氫使胱氨酸鍵再次連結。允許1劑中最多可添加1%的硫代乙醇酸。因為半胱氨酸是非常不穩定的化合物(馬上氧化恢復成胱氨酸)，允許將硫代乙醇酸當作安定劑(防止氧化劑)而加入。
3. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之加溫二浴式燙髮劑
雖然添加在藥劑裡的有效成分，及燙髮機制跟「冷二浴式的TGA」幾乎一樣，但處理時允許可加溫到60度以下。因為靠加溫來促使反應，1劑的TGA濃度、鹼量、pH上限也低設於「TGA系COLD」。2劑跟1、2項產品一樣。
4. 將半胱氨酸、半胱氨酸鹽類或乙醯半胱胺酸做為有效成分之加溫二浴式燙髮劑
半胱氨酸的加溫款。跟加溫式TGA一樣，允許加溫到60度以下。與第3項一樣的理由，半胱氨酸濃度、鹼度上限也低設於COLD TYPE。2劑跟1、2項一樣。
5. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之冷一浴式燙髮劑
只有1劑TGA TYPE的燙髮液。2劑處理則是依空氣氧化狀況再來進行。因此，1劑的TGA濃度、pH、鹼度的範圍不大，上限也低設。不允許加熱。因為1劑的濃度低，若還原到這個程度的話，會被空氣中的氧給氧化，所以不需要2劑。但加溫使用時，不使用2劑的話會難以氧化而造成頭髮損傷。
6. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之第1劑用時調製發熱二浴式燙髮液
要用之前才混合2種1劑，並塗抹在頭髮上。1種含有硫代乙醇酸，另1種含有過氧化氫，2種產生反應(氧化還原反應)、發熱，液溫上升到40度左右。對過氧化氫來說，因為有添加過多的硫代乙醇酸，2種混和後，會殘留硫代乙醇酸及熱度。這款燙髮液是靠這種餘熱來提高硫代乙醇酸的反應性，帶給頭髮較強的效用。
7. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之冷二浴式自然捲矯正藥劑
雖然1、2劑的規格值、反應機制跟第1項的產品一樣，但在拉直捲髮及自然捲方面，使用目的是完全相反。因為目的是拉直自然捲，所以多為霜狀。平板燙因為有斷髮的危險而被禁止(大概是從1987年開始)。是為冷式而不允許加溫。
8. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之加溫二浴式自然捲矯正藥劑
雖然1、2劑的規格值、反應機制與第3項一樣，但在拉直捲髮及自然捲方面，使用目的是完全相反。因為目的是拉直自然捲，所以多為霜狀。平板燙因為有斷髮的危險而被禁止。是為加溫式而可以加溫。
9. 將硫代乙醇酸或其鹽類做為有效成分之高溫整髮燙髮用加溫二浴式自然捲矯正藥劑
雖然1、2劑的規格值、反應機制與第3項一樣，但使用電棒這點跟7、8項的自然捲矯正劑不同。對於頭髮的作用，除了化學反應之外，也利用電棒熱度所造成的變性蛋白。藥劑可加溫到60度為止。電棒則用180度以下。
目前所使用的燙髮原料
被當作燙髮劑(不分醫藥外用品、化妝品)主劑(還原劑)來使用的材料如下。
這些全都有-SH(氫硫基)，這部分會與頭髮裡的胱氨酸鍵起反應。就算除了硫代甘醇酸銨及半胱氨酸之外，若有氫硫基的話，可以進行還原反應而能燙頭髮。
硫代乙醇酸HOOC-CH2-SH 平均分子量（92）
胱氨酸HOOC-CH(NH2)-CH2-SH 平均分子量（121）
乙醯半胱胺酸 HOOC-CH(NH2-COCH3)-CH2-SH 平均分子量（163）
半胱胺鹽酸鹽 NH2-CH2CH2-SH平均分子量（76）
硫代乳酸 CH3-CH(SH)-COOH平均分子量（106）
以第1項為例，顯示硫代乙醇酸的還原反應，與氧化劑的氧化反應
硫代乙醇酸 亞二硫基二乙酸
↓ ↓
┣S-S┫＋2HSCH2COOH → ┣SH SH┫＋ HOOCH2C-S-S-CH2COOH
↑ ↑
頭髮的胱氨酸鍵 切斷胱氨酸鍵
頭髮裡被切斷的胱氨酸鍵靠著2劑裡所含的氧化劑而再結合。
氧化劑為溴酸鈉時，用下面的反應進行再次結合。
被切斷的胱氨酸鍵 水
↓ ↓
┣SH SH┫ ＋ NaBrO3 → ┣S-S┫ ＋ 3H2O ＋ NaBr
↑ ↑
溴酸鈉(SODIUM BROMATE) (溴化鈉)
氧化劑為過氧化氫時，用下面的反應進行再次結合。
被切斷的胱氨酸鍵 水
↓ ↓
┣SH SH┫ ＋ H2O2 → ┣S-S┫ ＋ 2H2O
↑
過氧化氫
捲髮劑
二氧化硫亜硫酸塩
一般是指無TGA的，以及最近才開始使用的藥劑原料亞硫酸鈉(亞硫酸鹽)Na2SO3。亞硫酸鹽(亞硫酸鈉)是燙髮後期在使用的。當時是添加鹼劑用於燙髮SLOUTION(1923年出產的燙髮機器)。
因為這藥劑不包含在厚生勞動省所制定的燙髮劑標準，所以不是醫藥外用品，而是被批准為化妝品。
＋Na2SO3（亞硫酸鈉）→｜S・SO3Na NaS－｜
｜－S-S－｜
＋NaHSO3（酸性亞硫酸鈉）→｜S・SO3Na HS－｜
如上述，亞硫酸鹽透過加熱來切斷胱氨酸鍵。
上述的｜S・SO3Na稱為Bunte salt
希望藉由Bunte salt恢復酸性來變成｜－S・SO3H HS-｜，因為恢復到｜－S－S－｜，就算不另外使用氧化劑的2劑也會回到原狀，所以一般的亞硫酸鹽燙髮劑裡並沒有附2劑。
但是，因為頭髮裡殘留著亞硫酸鹽，之後會因為洗髮時的熱水、吹風機的熱風而再起反應。
燙髮時當然會上髮捲，但因為之後的保養並沒有上髮捲，所以捲度會漸漸消失。
半胱胺
ＮＨ2－ＣＨ2ＣＨ2－ＳＨ分子量76，溶點約在70℃的白色結晶
除了做為高生理活性作用的醫農藥中間體之外，也廣泛運用在護髮用、纖維處理劑、聚合物改質劑、螯合劑、照片顯影劑等領域。
特徵與問題點
以往不允許做為化妝品原料的半胱胺氫溴化物因為限制放寬，才能夠添加使用，但最重要的問題點還是安全性。
燙髮劑雖然是為了燙髮而使用，但美髮師等都是用手直接處理。到底對於手部會不會造成刺激？另外，有起疹子的問題嗎？對於皮膚脆弱的顧客來說，燙髮不會造成顧客起疹子嗎？
半胱胺是今後更需要深入研究的藥劑。
半胱胺的毒性反應
半胱胺毒性高但安全性未必不高。但這款燙髮劑(因為有化妝品許可而如此稱呼)逐漸增加，必須小心使用。雖然有添加的半胱胺氫溴化物做為燙髮劑原料，但因為是弱酸性所以不傷頭髮，因為不是燙髮劑所以可以常常使用等，也有這樣宣傳且擴大販賣的廠商，所以使用時必須小心。
助劑
解說燙髮1劑裡所含之鹼劑
基本上，鹼跟頭髮的還原反應並沒有相關性。那麼為什麼燙髮劑裡含有鹼呢？對頭髮的胱氨酸鍵而言還原劑提供了氫，而成為半胱氨酸。氧化劑提供半胱氨酸氧氣，恢復成原來的胱氨酸。鹼在此時的反應中並沒有作用。1劑還原劑的還原力在PH高的時候，其反應會變強。
在頭髮其他的側鎖結合之中，離子鍵在PH質變成鹼性時，結合力會變弱，頭髮會變得更軟。所謂的膨潤是指，如角蛋白之類的高分子物在溶解前吸了水而膨脹的現象，也稱為快溶解前的現象。PH越高時這現象越強，就算是相同的PH，脆弱的頭髮會變強。相反地，就算PH傾向酸性，頭髮也會溶解。
一般在使用的鹼劑種類與解說
目前市面上的燙髮劑幾乎沒有使用單一鹼的例子，大多是添加2種或2種以上的鹼劑來製作，或許沒有產生如數據般的反應。但因為有呈現成為基底之鹼劑的傾向，所以可參考。
*括號是分子量
氨NH3(17)
因為是弱鹼而揮發性高，就算殘留在頭髮裡面，因為不會殘留那麼久，所以對於頭髮的損傷就小，但因為有揮發性，所以刺鼻味很重。
普通的燙髮劑中使用了0.7~0.85%左右。分子量(顆粒大小)小，濃度低而PH上升。雖然膨潤度非常高，但會隨著時間的經過而變弱。
單乙醇胺C2H5ONH2(61)
是為被稱為有機鹼的不揮發物質，有微臭(較不刺鼻的氨臭)。鹼性強度比氨強，對於皮膚的刺激也比氨強。膨潤度高。
碳酸銨(NH4)CO3(96)
碳酸氫銨(NH4)HCO3(79)
拿氨與二氧化碳結合的白色粉末水溶液來測試的話，顯示出PH7.6~7.8的微鹼性。
雖然能做出低PH而高捲度的燙髮劑，但PH會隨著時間經過而提高，膨潤度也上升。適合用於自然捲髮質用的燙髮劑(跟矯正劑不同)。因為自然捲髮質基本上是乾性，所以藥劑的滲透差，膨潤度低，所以適合使用PH值低而高膨潤的燙髮劑。
其他鹼劑
三乙醇胺(C2H5O)3N(149)
是比氨、單乙醇胺弱的有機鹼，一般的化妝水也有在使用的無刺激性鹼，用在分子大的燙髮劑時作用會減弱。
氫氧化鈉NaOH(40)
無機鹼中最強的燙髮劑都幾乎沒在使用。是肥皂原料之一。
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