The structural implications of water hardness metal uptake by human hair

Synopsis Human hair can extract significant levels of calcium and magnesium, water hardness metals, from tap water immediately following chemical treatments and during hygiene practices. We have previously shown that this uptake is primarily a function of the condition of the hair. Depending on the extent of chemical damage, the hair can extract notable amounts of water hardness metals even from soft water. As water hardness metals concentrate primarily in the cuticle layers of the hair fibre, it is hypothesized that their presence will affect the structural properties that are chiefly driven by the cuticle. We examined hair mechanics and styling by technical measures of single‐fibre torsional and tensile properties, combability and style retention as a function of the calcium and magnesium content of virgin and bleached hair. Our work has indicated that water hardness can affect hair properties. Fibre stiffening was induced by the presence of water hardness metals inside the fibres of both virgin and bleached hair. A reduction in combing forces was also observed, and this effect is believed to be a result of the stiffening. The style retention of virgin hair was improved by water hardness metals, whereas that of bleached hair was slightly reduced. Résumé Les cheveux peuvent extraire des niveaux significatifs de calcium, de magnésium ou de métaux des eaux dures ou de l’eau du robinet immédiatement après des traitements chimiques et pendant les pratiques d’hygiène courantes. Nous avons précédemment montré que cette assimilation est principalement liée à l’état des cheveux. Selon l’étendue des dégâts chimiques, les cheveux peuvent extraire des quantités notables de métaux de l’eau dure et même de l’eau douce. Comme les métaux de l’eau dure se concentrent principalement dans les couches de la cuticule de la fibre capillaire, nous avons formulé l’hypothèse que leur présence affectera les propriétés structurelles principalement régies par la cuticule. Nous avons examinés les propriétés mécaniques et de mise en forme des cheveux par des techniques de simple torsion et extension de la fibre, les propriétés de peignage et de conservation de forme en fonction du calcium et du magnésium contenu dans des cheveux vierges et décolorés. Notre travail a indiqué que la dureté de l’eau peut affecter les propriétés des cheveux. La raideur de la fibre a est favorisée par la présence des métaux de l’eau dure à l’intérieur des fibres tant naturelles que décolorées. Une réducti