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문제 정의
- 따라서 본 연구는 현재 국내 유통되고 있는 안경렌즈 또는 기능성 안경렌즈를 중심으로 자외선 차단 효과를 평가하여 제품에 대한 정확한 정보를 제공함으로써 시력 보호에 도움이 되는 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 광투과율은 가시광선 영 역(Vis: visible, 380~780 nm)과 자외 선 영역 (UV: ultraviolet radiation, 200~380 nm)으로 나누어 분석하였다. 특히 자외선 영역은 ANSI Z80.
- 광투과율은 각각의 스펙트럼으로부터 식 (1)에 의해 계산하였고, 일반굴절률, 중굴절률, 고굴절률 렌즈 및 착색 렌즈로 분류하여 통계적으로 분석하였다. 다수의 렌즈 종류에 비해 표본 크기가 작은 관계로 비모수적 방법으로 Kruskall-Wallis 검정하였다.
- 투명 렌즈에서는 굴절률에 따른 광투과율을 분석하였으나 착색 (tinted) 렌즈의 경우는 굴절률에 따른 분류는 하지 않고 광투과율 분석하였다. 굴절력 영향을 배제하기위해 모든 제품은 평면렌즈 (plano lens)로 하였으며 각각의 렌즈에 대해 광투과율을 3 회 측정하여 평균하였다.
- 렌즈에 대해 정보는 Table 1과 같다. 굴절률 기준으로 한 분류는 플라스틱과 유리렌즈에 따라 기준이 다르므로 본 연구에서는 유통과정에서 분류되는 기준과 BS 7394 등의 기준8을 참고하여 편의상 일반굴절률(normal refractive index) 렌즈는 1.48이상 1.54미만, 중굴절률 (middle refractive index) 렌즈는 1.54 이상 1.60미만, 고 굴절률 (high refractive index) 렌즈는 1.60 이상 1.70 미만으로 분류하여 광투과율을 분석하였다. 투명 렌즈에서는 굴절률에 따른 광투과율을 분석하였으나 착색 (tinted) 렌즈의 경우는 굴절률에 따른 분류는 하지 않고 광투과율 분석하였다.
- 자외선 영역 (UV) 이나 자외선 경계영역에서의 광 투과율 비교는 가시영역에서의 광투과율에 따라 다를 수 있으나 여기서는 이런 요인을 고려하지 않고 비교하였다. 가시광선과 자외선의 경계 영역의 광투과율은 재질이 유리인 렌즈 (NGhm) 를 제외하고 굴절률이 높을수록 낮았고, 특히 고 굴절률 렌즈는 자외선 차단 코팅렌즈 유무에 관계없이 평균 0.
- 측정에 앞서 렌즈가 없는 상태의 투과율이 100%가 되도록 기준선을 설정하여 렌즈의 볼록면이 주사 광선 방향에 수직되게 장착하여 측정하였다.
- 측정하고자 하는 렌즈는 초음파세척기로 세척한 후 렌즈 표면의 물기를 부드러운 천으로 제거한 후 측정하였다. 측정에 앞서 렌즈가 없는 상태의 투과율이 100%가 되도록 기준선을 설정하여 렌즈의 볼록면이 주사 광선 방향에 수직되게 장착하여 측정하였다.
- 70 미만으로 분류하여 광투과율을 분석하였다. 투명 렌즈에서는 굴절률에 따른 광투과율을 분석하였으나 착색 (tinted) 렌즈의 경우는 굴절률에 따른 분류는 하지 않고 광투과율 분석하였다. 굴절력 영향을 배제하기위해 모든 제품은 평면렌즈 (plano lens)로 하였으며 각각의 렌즈에 대해 광투과율을 3 회 측정하여 평균하였다.
- 분석하였다. 특히 자외선 영역은 ANSI Z80.3-2001 기준에 의거 UVA(315~380 nm), UVB(280~315 nm), UVC (200~280 nm)영 역10, 11별로 분석하였으며 , 한편 가시광선 영역에서는 짧은 파장으로 눈부심의 원인이 되기도 하는 가시광선과 자외선의 경계 영역(380~400nm의 청색광 영역, 약호: blue)12에서도 분석하였다. 측정 데이터에 대한 평균치 비교를 위해 SPSS (version 10.
대상 데이터
- 광투과율 측정에 사용된 제품은 8개사 16종류로 하였고, 각각의 렌즈에 대해 정보는 Table 1과 같다. 굴절률 기준으로 한 분류는 플라스틱과 유리렌즈에 따라 기준이 다르므로 본 연구에서는 유통과정에서 분류되는 기준과 BS 7394 등의 기준8을 참고하여 편의상 일반굴절률(normal refractive index) 렌즈는 1.
데이터처리
- 일반굴절률, 중굴절률, 고굴절률 렌즈 및 착색 렌즈로 분류하여 통계적으로 분석하였다. 다수의 렌즈 종류에 비해 표본 크기가 작은 관계로 비모수적 방법으로 Kruskall-Wallis 검정하였다. 검정결과 근사 유의확률 (asymp.
- 3-2001 기준에 의거 UVA(315~380 nm), UVB(280~315 nm), UVC (200~280 nm)영 역10, 11별로 분석하였으며 , 한편 가시광선 영역에서는 짧은 파장으로 눈부심의 원인이 되기도 하는 가시광선과 자외선의 경계 영역(380~400nm의 청색광 영역, 약호: blue)12에서도 분석하였다. 측정 데이터에 대한 평균치 비교를 위해 SPSS (version 10.0)를 이용하였으며, 95% 의 신뢰수준을 가지는 검정에서 통계적 유의성 수준을 p<0.05로 설정하여 Kruskall-Wallis검증하였다.
이론/모형
- 광투과율 측정 장비는 Shimadzu사의 UVVIS Spectrophotometer 1650PC로 ANSI (American National Standards Institute) Z80.1 기준9에 의해 측정하였고, 특정 파장 入1에서 入2까지의 평균 투과율 (T)은 다음 식 (1)로 계산하였다.
성능/효과
- 1. 380~200nm의 자외선 영역에서 중굴절률 렌즈, 고 굴절률 렌즈, 선글라스용 착색렌즈 및 눈부심 방지목적의 렌즈는 자외선 차단 효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 유리 재질이나 CR39 와 같은 낮은 굴절률을 갖는 플라스틱 렌즈는 자외선 차단 목적을 위해서 자외선 차단제 처리가 필요할 것으로 본다.
- 2. 자외선 경계 영역인 400~380nm에서 차단효과를 얻기 위해서는 중굴절률 렌즈의 경우 자외선 차단제를 처리를 하여야 하며, 고굴절률 렌즈의 경우 자외선 차단제 처리 여부와 관계없이 차단효과가 있는 것으로 확인되었다. 그러나 CR39 와 같은 렌즈에서는 자외선 차단제를 처리하여도 차단효과가 낮은 것으로 평가되었다.
- 18%로 자외선차단 효과가 높은 것으로 평가되었다. UVB와 UVC영역에서 일반적으로 플라스틱 렌즈는 차단 효과 15가 있는 것으로 알려져 있는 바와 같이 본 평가에서는 대부분 0.10% 이하로 자외선 차단 효과가 높은 것으로 평가되었으나 자외선 차단제를 처리 하지 않은 CR39계열인 렌즈(NNno)에서 UVB 투과율이 14.98%로 나타나 차단효과가 낮은 것으로 평가되었다.
- 가시광선과 자외선의 경계 영역의 광투과율은 재질이 유리인 렌즈 (NGhm) 를 제외하고 굴절률이 높을수록 낮았고, 특히 고 굴절률 렌즈는 자외선 차단 코팅렌즈 유무에 관계없이 평균 0.63%였으며 유리렌즈의 경우 69.21%로 높게 나타났다. 중굴절률에서는 자외선 차단제를 처리한 경우 2.
- 다수의 렌즈 종류에 비해 표본 크기가 작은 관계로 비모수적 방법으로 Kruskall-Wallis 검정하였다. 검정결과 근사 유의확률 (asymp. sig.)은 가시 영역에서 0.016, 청색광 영역 0.014, 자외선 영역에서 0.022, UVA 영역에서 0.017, UVB 영역에서 0.026으로 유의한 차이를 보였으나 UVC 영역에서는 0.392로 유의한 차이를 보이지 않았다. 한편, 집단변수 간의 평균치 차이를 알아보는 사후검정 (multi comparision test)은 비모수적 분석에서 개발되어 있지 않은 관계로 각 영역에서의 평균 광투과율을 기준으로 단순 비교하였다.
- 이와 같은 결과는 반사방지 목적으로 처리된 멀티코팅기능이 광 투과율을 높여준다는 사실과 일치하는 결과를 보였다8. 굴절률에 따른 비교에서 유리렌즈 (NGhm) 를 제외한 플라스틱 렌즈의 경우 굴절률이 높을수록 투과율이 낮은 경향을 보였다. 또한, 중굴절률 렌즈에서 UV처리 멀티코팅 렌즈(MDuv) 의 경우 무코팅 렌즈 (MDno) 보다 높았고, 멀티코팅 렌즈 (MDhm, MKhm, MHhm) 보다는 낮은 경향을 보였다.
- 05%로 낮아 대부분이 자외선 차단 효과가 있을 것으로 평가되었다. 그러나 CR39 와 같은 계열에서는 자외선 차단제를 처리 한 경우 0.03% 였으며, 그렇지 않는 경우 낮게는 4.08%, 높게는 29.1%로 상당한 차이를 보이고 있어 이와 같은 재질에서는 자외선차단제 처리 여부가 자외선 차단을 결정짓는 중요한 요소임을 알 수 있었다.
- 굴절률에 따른 비교에서 유리렌즈 (NGhm) 를 제외한 플라스틱 렌즈의 경우 굴절률이 높을수록 투과율이 낮은 경향을 보였다. 또한, 중굴절률 렌즈에서 UV처리 멀티코팅 렌즈(MDuv) 의 경우 무코팅 렌즈 (MDno) 보다 높았고, 멀티코팅 렌즈 (MDhm, MKhm, MHhm) 보다는 낮은 경향을 보였다. 한편, 일반굴절률 렌즈에서는 UV처리 멀티코팅 렌즈 (NSuv) 의 경우 멀티코팅 렌즈 (NDhm) 보다 투과율은 낮지만 무 코팅 렌즈 (NHno, NNno) 보다 모두 높지는 않았다.
- 자외선 영역(380~200 nm) 의 광투과율은 고굴절률과 중 굴절률 플라스틱 렌즈에서는 0.01-0.07%로 자외선 차단 효과가 높은 것으로 나타났으며, 자외선 차단 유무에 관계없이 자외선 투과율이 낮은 것으로 평가되었다. 이런 결과는 아마도 자외선으로부터 렌즈를 보호하기 위해 렌즈 제조과정에서 자외선 차단제를 넣게 되는 built-in 방식14으로 렌즈를 제조하는 것과 관계있는 것으로 추정된다.
- 자외선 영역을 UVA, UVB, UVC로 세분하여 자외선 차단 효과를 살펴보면 UVA 에서는 CR39 와 같이 일반 굴절률 렌즈 (NHno, NNno, NDhm) 에서는 자외선 차단 처리가 되지 않은 경우 각각 15.96%, 72.42%, 11.29%로 UVA 차단 효과가 낮으며, 자외선 차단 처리된 렌즈(NSuv)에서 0.08%로 차단효과가 좋은 것으로 보였다. 한편, 유리 재질 (NGhm)에서는 11.
- 12%로 차단효과가 떨어진 것으로 나타났다. 착색렌즈의 경우 0.01~0.05%로 낮아 대부분이 자외선 차단 효과가 있을 것으로 평가되었다. 그러나 CR39 와 같은 계열에서는 자외선 차단제를 처리 한 경우 0.
- 플라스틱 투명 안경렌즈의 경우 가시영역의 광 투과율은 일반굴절률이나 중굴절률 렌즈에서 하드멀티코팅 렌즈 (NDhm, MDhm, MHhm, MKhm)가 무코팅 렌즈(NHno, NNno, MDno)보다 높은 결과를 보였으며, 고굴절률 렌즈에서도 무코팅 렌즈 (HDno) 보다 자외선 차단제를 처리한 멀티코팅 렌즈 (HDuv) 의 광투과율이 높았다. 이와 같은 결과는 반사방지 목적으로 처리된 멀티코팅기능이 광 투과율을 높여준다는 사실과 일치하는 결과를 보였다8.
- 08%로 차단효과가 좋은 것으로 보였다. 한편, 유리 재질 (NGhm)에서는 11.41%로 자외선 차단 효과가 낮았으며, 그 외 중굴절률, 고굴절률 및 착색렌즈에서는 투과율이 0.02%~0.18%로 자외선차단 효과가 높은 것으로 평가되었다. UVB와 UVC영역에서 일반적으로 플라스틱 렌즈는 차단 효과 15가 있는 것으로 알려져 있는 바와 같이 본 평가에서는 대부분 0.
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