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문제 정의
- 본 연구를 통해 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염모제를 모발에 적용 가능한 조건을 알아보았으며, 합성염모제를 대체할 수 있는 천연염모제 개발의 동기를 부여하고 타 당성을 입증하는 계기를 마련하고자 하였다. 본 연구로 부터 도출된 결과를 활용하여 천연 염색재료를 꾸준히 조사 • 발굴하고 그에 관한 염 색성을 조사함으로써 천연 염색이 가지는 독특한 특성을 모발 염색에 적극 활용할 수 있는 계기가 되기를 바란다.
- 본 연구에서는 합성염모제의 부작용을 완화할 수 있는 천연염색제의 소재개발과 농산 폐기물인 칡뿌리를 유용 하게 이용할 수 있는 방안으로 칡뿌리 추출물을 이용하여 탈색모발에 천연염색을 실시함으로써 염색시간, 염색 온도 및 매염제 처리 농도 변화에 따른 모발의 염색정도를 조사하였다. 이러한 일련의 과정들을 통하여 칡뿌리 추출물의 염색효과를 검증함으로써 천연재료 추출물에 의한 모발염색 연구의 자료로써 활용하고자 하-며, 나아 가서는 미용산업 분야에 천연염색의 적용 및 응용의 기 초 자료로 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 합성염모제의 부작용을 완화할 수 있는 천연염색제의 소재개발과 농산 폐기물인 칡뿌리를 유용 하게 이용할 수 있는 방안으로 칡뿌리 추출물을 이용하여 탈색모발에 천연염색을 실시함으로써 염색시간, 염색 온도 및 매염제 처리 농도 변화에 따른 모발의 염색정도를 조사하였다. 이러한 일련의 과정들을 통하여 칡뿌리 추출물의 염색효과를 검증함으로써 천연재료 추출물에 의한 모발염색 연구의 자료로써 활용하고자 하-며, 나아 가서는 미용산업 분야에 천연염색의 적용 및 응용의 기 초 자료로 제공하고자 한다.
- 합성염모제와 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색이 모 발에 미치는 영향을 인장강도, 인장신도, 큐티클 분석을 한 결과 천연염색이 모발의 손상을 완화하는 것으로 나타났다. 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색을 할 경우에 도 합성염모제를 이용한 염색과 같이 산화제인 매염제를 첨가하는데 본 연구에서는 매염제로 인해 모발이 염색될 가능성을 검증해보았다. 대조군인 염색 전 백모.
제안 방법
- 대조군인 염색 전 백모. 5 %의 매염제, 5 % 매염제를 함유한 칡뿌리 추출물을 실온에서 30 min 동안 염색을 하는 동일한 조건으로 실험 후 색차 계를 이용하여 색도 변화를 관찰하였다(Table 1).
- 색차계를 사용하여 염색 전 모발의 색도를 측정하였 고, 염색 시 반드시 사용되는 매염제가 칡뿌리 추출물을 이용한 염색에 미치는 영향을 측정하였다. 또한 칡뿌리 추출물을 이용하여 온도, 염색시간 및 매염제의 농도에 따라 시료모발에 염색을 실시하였다. 염색의 온도는 30 ℃와 50 ℃로 하였으며, 시간은 30 min고+ 50 min으로 나누어 실시하였다.
- 매염제가 천연염색에 있어 보조적인 역할을 하는 것으로 판단되므로 매염제의 농도, 염색의 온도 및 시간을 비교 실험하여 칡뿌리 추출물을 이용한 최적의 조건을 알 아보았다(Table 2). 본 실험의 대조군은 백모의 색차계 를 측정한 결과로서 명도 70.
- 또한 모발에 있어서 천연염색을 할 경우 사용되는 매염 제의 종류 및 방법에 따라 천연 염색의 효능이 달라지며 그와 관련된 체계적 수치가 정립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 농산 폐기물인 칡뿌리의 추출물을 이용하여 백모에 천연염색을 함으로써 합성염모제와 비교하여 모발 손상도를 측정하였고 염색에 적절한 시간, 염 색 시 온도 및 매염제 처리 농도 변화에 따른 모발의 염 색정도를 색차계를 통해 조사하였다. 합성염모제를 이용한 염색이 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색보다 염색시 모발의 손상도를 증가시키는 것으로 조사되었다.
- 이것을 다시 실온(25 ℃)에서 자연광에 의해 자연 건조시켰다. 색도 측정은 건조된 모발을 각각 색 차계를 이용하여 3회씩 측정하여 평균값을 구하였다. 이때 모든 실험은 동일한 조건 하에서 수행하였으며 색차 계는 백색(L)； 적색(a)； 황색(b)으로 구분하여 측정하였다.
- 색차계를 사용하여 염색 전 모발의 색도를 측정하였 고, 염색 시 반드시 사용되는 매염제가 칡뿌리 추출물을 이용한 염색에 미치는 영향을 측정하였다. 또한 칡뿌리 추출물을 이용하여 온도, 염색시간 및 매염제의 농도에 따라 시료모발에 염색을 실시하였다.
- 합성염모제가 두피 및 모발에 부작용을 초래한다는 보 고[3-8]를 토대로, 본 연구에서는 합성염모제와 천연 칡 뿌리 추출물을 이용하여 염색한 모발의 손상정도를 측정하였다. 자극에 의해 모발이 손상되어 힘을 가했을 때 늘 어나거나 끊기는 정도를 인장강도와 인장신도로 측정하여 손상도의 지표로 사용하였다. 합성염모제와 천연염모 제의 동일한 색상을 맞출 수 없었으므로 두 그룹간의 색 차계 비교는 하지 않았다
- 칡뿌리는 실온에서 하루 정도 건조시킨 후 스테인레스 분쇄기를 이용하여 분말로 만들어 4 mm의 mash에 걸러 사용하였다. 칡뿌리 분말 360 g을 95 % 에탄올 490 mL 에 첨가하여 총 3회 추출하였으며 이를 통해 확보한 1,200 mL의 추출액을 여과지에 걸러 불순물을 제거한 후 100 mL로 회전 감압 농축하였다. 본 연구에서는 이 용액을 100 %로 하여 염색에 사용하였다.
- 칡뿌리 추출물과 합성 염모제 염색 후 모발의 큐티클 손상도를 비교하기 위하여 주사전자현미경을 사용하여 높은 진공 상태에서 전류량 20 kV의 조건 하에 표면도 xlOOO (Surface ><1000)의 해상도로 촬영하였다.
- 합성염모제가 두피 및 모발에 부작용을 초래한다는 보 고[3-8]를 토대로, 본 연구에서는 합성염모제와 천연 칡 뿌리 추출물을 이용하여 염색한 모발의 손상정도를 측정하였다. 자극에 의해 모발이 손상되어 힘을 가했을 때 늘 어나거나 끊기는 정도를 인장강도와 인장신도로 측정하여 손상도의 지표로 사용하였다.
- 자극에 의해 모발이 손상되어 힘을 가했을 때 늘 어나거나 끊기는 정도를 인장강도와 인장신도로 측정하여 손상도의 지표로 사용하였다. 합성염모제와 천연염모 제의 동일한 색상을 맞출 수 없었으므로 두 그룹간의 색 차계 비교는 하지 않았다
- 합성염모제와 칡뿌리 추출물을 이용한 천연 염색이 모 발의 큐티클에 미치는 영향에 대해 높은 진공 상태에서 전류량 20 kV로 X 1000 배율 주사전자현미경으로 분석하였다. 그 결과 칡뿌리 추출물로 염색한 모발의 큐티클 은 균일하고 깨끗한 반면 합성 염모제로 염색한 모발을 큐티클은 다소 거칠어지고 일부 떨어져 쪼개어지는 현상 을 나타냈다(Figure 3).
- 염색의 온도는 30 ℃와 50 ℃로 하였으며, 시간은 30 min고+ 50 min으로 나누어 실시하였다. 황산화철을 이용한 매염제의 농도는 3 %와 5 %로 나누어 염색을 하였으며, 염색 후 염색된 모 발은 수돗물082 ℃)을 사용하여 좌우로 10번씩 흔들어 수세하였다. 이것을 다시 실온(25 ℃)에서 자연광에 의해 자연 건조시켰다.
대상 데이터
- 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색을 할 경우에 도 합성염모제를 이용한 염색과 같이 산화제인 매염제를 첨가하는데 본 연구에서는 매염제로 인해 모발이 염색될 가능성을 검증해보았다. 대조군인 염색 전 백모. 5 %의 매염제, 5 % 매염제를 함유한 칡뿌리 추출물을 실온에서 30 min 동안 염색을 하는 동일한 조건으로 실험 후 색차 계를 이용하여 색도 변화를 관찰하였다(Table 1).
- 또한 모발의 큐티클 손상도를 측정하기 위해서 주사전자현미경(Tescan, Czech)을 사용하였다. 매염제로 사용한 재료는 초산을 이용한 방법으로 고철이 나 철편을 용기에 넣고 초산을 첨가한 물을 넣어 1~2주 일 숙성시킨 철편을 제거한 철장액을 사용했다.
- 본 연구에 사용된 시료모발은 백모로서 보편적으로 염 색 실험에 사용되는 D사(Japan)로부터 구입하였으며, 칡뿌리는 재래시장 건재상(Korea)에서 구입하여 사용하였다. 실험에 사용되는 모발의 색도를 측정하기 위해서 색차계 (CK Trade, Korea) 를 사용하였으며，칡뿌리 염색 후 모발과 합성 염모제 염색 후의 손상도를 비교하기 위하여 인장강도 및 신도 시험기 (QM 100, Qmesys, Korea) 를 사용하였다.
- 칡뿌리 분말 360 g을 95 % 에탄올 490 mL 에 첨가하여 총 3회 추출하였으며 이를 통해 확보한 1,200 mL의 추출액을 여과지에 걸러 불순물을 제거한 후 100 mL로 회전 감압 농축하였다. 본 연구에서는 이 용액을 100 %로 하여 염색에 사용하였다.
- 본 연구에 사용된 시료모발은 백모로서 보편적으로 염 색 실험에 사용되는 D사(Japan)로부터 구입하였으며, 칡뿌리는 재래시장 건재상(Korea)에서 구입하여 사용하였다. 실험에 사용되는 모발의 색도를 측정하기 위해서 색차계 (CK Trade, Korea) 를 사용하였으며，칡뿌리 염색 후 모발과 합성 염모제 염색 후의 손상도를 비교하기 위하여 인장강도 및 신도 시험기 (QM 100, Qmesys, Korea) 를 사용하였다. 또한 모발의 큐티클 손상도를 측정하기 위해서 주사전자현미경(Tescan, Czech)을 사용하였다.
데이터처리
- 본 연구의 자료 분석을 위한 통계처리에는 SPSS 12,0 프로그램을 사용하여 유의 수순 p〈 0.05에서 검증하였다.
이론/모형
- 실험에 사용되는 모발의 색도를 측정하기 위해서 색차계 (CK Trade, Korea) 를 사용하였으며，칡뿌리 염색 후 모발과 합성 염모제 염색 후의 손상도를 비교하기 위하여 인장강도 및 신도 시험기 (QM 100, Qmesys, Korea) 를 사용하였다. 또한 모발의 큐티클 손상도를 측정하기 위해서 주사전자현미경(Tescan, Czech)을 사용하였다. 매염제로 사용한 재료는 초산을 이용한 방법으로 고철이 나 철편을 용기에 넣고 초산을 첨가한 물을 넣어 1~2주 일 숙성시킨 철편을 제거한 철장액을 사용했다.
- 칡뿌리 추출물과 합성 염모제 이용한 염색 모발의 손 상도를 비교하기 위하여 인장강 • 신도 시험기를 사용하여 KS K ISO 5079-2007에 따라 측정하였다.
성능/효과
- 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염 색의 경우 매염제의 첨가가 천연염색에 도움이 되며 매 염제의 농도 의존적으로 효과를 나타냈다. 3% 매염제보다 5% 매염제를 첨가하여 천연염색을 한 경우 명도, 적 색도 황색도 채도, 색상도, AE*ab 값 전반에 걸쳐 유의한 변화를 얻었으며 염색 온도 역시 30 ℃일 때보다 50 ℃일 때 염색의 효과가 탁월한 것으로 판단된다(Figure 3). 염색의 시간을 30 min과 50 min으로 차별화하여 실 험한 결과 천연 염모제의 방치시간을 오래 둘수록 효과 적임을 알 수 있었다.
- 합성염모제와 칡뿌리 추출물을 이용한 천연 염색이 모 발의 큐티클에 미치는 영향에 대해 높은 진공 상태에서 전류량 20 kV로 X 1000 배율 주사전자현미경으로 분석하였다. 그 결과 칡뿌리 추출물로 염색한 모발의 큐티클 은 균일하고 깨끗한 반면 합성 염모제로 염색한 모발을 큐티클은 다소 거칠어지고 일부 떨어져 쪼개어지는 현상 을 나타냈다(Figure 3). 합성염모제가 칡뿌리 추출물을 이용한 천연 염모제보다 모발에 손상이 더 큰 것으로 판 단되며, 염모제의 화학적 성분을 천연에서 개발하여 첨 가할 경우 염 색으로 인한 모발의 손상을 완화시 킬 수 있을 것이라고 사료된다.
- 84로 나타난 것으로 보아 칡뿌리 추출물이 염색에 상당히 유의적인 효과가 있는 것으로 판단된다. 명도, 적색도, 황색도의 지수를 전체 색도 차이공식에 대입한 결과 대조군에 비해 매염제의 경우 지수가 약 0.18, 칡뿌리 추출물의 경우 약 0.7 정도 변화가 있는 것으로 나타나 5 % 매염제가 염색함에 있어 모발에 직접적인 영향보다 칡뿌리 추출물 을 이용한 천연염색에 도움을 주는 것으로 사료된다.
- 5 % 감소하였으며 적색지수는 약 60배, 황색지 수는 약 2배 증가하여 유의적임을 알 수 있다. 모발의 염 색 변화정도를 알 수 있는 색상도 지수 및 △E*ab의 차이는 각각 14.6와 55.99로 다른 조건보다 월등히 차이가 나므로 칡뿌리 추출물을 이용한 천염염색이 효과적이라는 사실과 최적의 조건을 검증하였다.
- 매염제가 천연염색에 있어 보조적인 역할을 하는 것으로 판단되므로 매염제의 농도, 염색의 온도 및 시간을 비교 실험하여 칡뿌리 추출물을 이용한 최적의 조건을 알 아보았다(Table 2). 본 실험의 대조군은 백모의 색차계 를 측정한 결과로서 명도 70.52, 적색도 0.09, 황색도 11.82, 채도 11.82, 색상도 85.06, △E*ab 71.50 값을 기준으로 하였다(Table 1). 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염 색의 경우 매염제의 첨가가 천연염색에 도움이 되며 매 염제의 농도 의존적으로 효과를 나타냈다.
- 노랑 등의 이름으로 서로 구별되는 특성을 가진 색상도는 지수의 변화가 곧 모발의 색상이 바뀜을 의미한다. 본 실험의 색상도 지수가 대조군이 85.06, 칡뿌 리 추출물이 79.58, 매염제를 이용한 염색이 80.84로 나타난 것으로 보아 칡뿌리 추출물이 염색에 상당히 유의적인 효과가 있는 것으로 판단된다. 명도, 적색도, 황색도의 지수를 전체 색도 차이공식에 대입한 결과 대조군에 비해 매염제의 경우 지수가 약 0.
- 염색의 시간을 30 min과 50 min으로 차별화하여 실 험한 결과 천연 염모제의 방치시간을 오래 둘수록 효과 적임을 알 수 있었다. 본 연구 결과 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색의 최적의 조건은 5 % 매염제로 50 ℃에서 50 min 간 염색하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 최적 조건의 색차계를 보면 대조군에 비해 명도지 수는 26.
- 3% 매염제보다 5% 매염제를 첨가하여 천연염색을 한 경우 명도, 적 색도 황색도 채도, 색상도, AE*ab 값 전반에 걸쳐 유의한 변화를 얻었으며 염색 온도 역시 30 ℃일 때보다 50 ℃일 때 염색의 효과가 탁월한 것으로 판단된다(Figure 3). 염색의 시간을 30 min과 50 min으로 차별화하여 실 험한 결과 천연 염모제의 방치시간을 오래 둘수록 효과 적임을 알 수 있었다. 본 연구 결과 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색의 최적의 조건은 5 % 매염제로 50 ℃에서 50 min 간 염색하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다.
- 2로 나타났다(Figure 1). 이와 같은 결과를 토대로 합성염모제가 칡뿌리를 이용한 천연염모제보다 모발에 손상이 더 큰 것으로 사료 된다
- 또한 백모에 염색을 할 경우 적색과 황색 등의 색소가 입혀지게 되는데, 이것을 적색지수와 황색지수로 표현하였다. 적색지수는 대조군보다 5 % 매염제와 칡뿌 리 추출물을 사용하였을 때 약 13 % 이상 증가한 것으로 나타나 매염제가 모발에 색상을 입히는데 영향을 미치는 것으로 판단되며, 황색지수는 칡뿌리 추출물과 5 % 매염 제를 이용한 염색에서 모두 소폭 증가하였으나 실험 오 차 범위에서 큰 의미가 없는 것으로 판단된다. 채도는 색 상의 진하고 옅음을 나타내는 지수로써 채도가 높을수록 아무것도 섞이지 않아 맑고 깨끗한 원색을 의미한다.
- 합성염모제를 이용한 염색이 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색보다 염색시 모발의 손상도를 증가시키는 것으로 조사되었다. 주 사전자현미경 촬영을 통해 염색 후 모발의 큐티클 손상 도를 비교한 결과 합성염모제가 칡뿌리 추출물을 이용한 염모제보다 큐티클에 많은 손상을 가져오는 것을 확인할 수 있었다. 합성염모제가 가진 화학 물질로 인한 모발 손 상에 비해 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색은 유효성분 에 의해 모발의 손상도를 낮춰주고 큐티클을 부드럽게 유지시키는 것으로 사료된다.
- 본 연구 결과 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색의 최적의 조건은 5 % 매염제로 50 ℃에서 50 min 간 염색하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 최적 조건의 색차계를 보면 대조군에 비해 명도지 수는 26.5 % 감소하였으며 적색지수는 약 60배, 황색지 수는 약 2배 증가하여 유의적임을 알 수 있다. 모발의 염 색 변화정도를 알 수 있는 색상도 지수 및 △E*ab의 차이는 각각 14.
- 모발의 밝기 정도를 나타내는 명도지수는 낮을수록 염 색이 더 어둡고 진하게 되었다는 표지이다. 칡뿌리 추출 물을 이용하여 염색한 결과 대조군 백모보다 명도지수가 약 1.2 정도 감소하는 것으로 나타났으며’ 5 % 매염제만 사용한 경우 0.1의 감소로 명도의 차이는 거의 나타나지 않았다. 또한 백모에 염색을 할 경우 적색과 황색 등의 색소가 입혀지게 되는데, 이것을 적색지수와 황색지수로 표현하였다.
- 합성염모제와 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색이 모 발에 미치는 영향을 동일한 조건으로 비교한 결과. 합성 염모제의 인장강도는 126.8, 칡뿌리 추출물 염모제는 117.4로 나타났으며 인장신도의 경우 합성염모제에서는 69.6, 칡뿌리 추출물 염모제는 60.2로 나타났다(Figure 1). 이와 같은 결과를 토대로 합성염모제가 칡뿌리를 이용한 천연염모제보다 모발에 손상이 더 큰 것으로 사료 된다
- 본 연구에서는 농산 폐기물인 칡뿌리의 추출물을 이용하여 백모에 천연염색을 함으로써 합성염모제와 비교하여 모발 손상도를 측정하였고 염색에 적절한 시간, 염 색 시 온도 및 매염제 처리 농도 변화에 따른 모발의 염 색정도를 색차계를 통해 조사하였다. 합성염모제를 이용한 염색이 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색보다 염색시 모발의 손상도를 증가시키는 것으로 조사되었다. 주 사전자현미경 촬영을 통해 염색 후 모발의 큐티클 손상 도를 비교한 결과 합성염모제가 칡뿌리 추출물을 이용한 염모제보다 큐티클에 많은 손상을 가져오는 것을 확인할 수 있었다.
- 합성염모제와 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색이 모 발에 미치는 영향을 인장강도, 인장신도, 큐티클 분석을 한 결과 천연염색이 모발의 손상을 완화하는 것으로 나타났다. 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염색을 할 경우에 도 합성염모제를 이용한 염색과 같이 산화제인 매염제를 첨가하는데 본 연구에서는 매염제로 인해 모발이 염색될 가능성을 검증해보았다.
후속연구
- 본 연구를 통해 칡뿌리 추출물을 이용한 천연염모제를 모발에 적용 가능한 조건을 알아보았으며, 합성염모제를 대체할 수 있는 천연염모제 개발의 동기를 부여하고 타 당성을 입증하는 계기를 마련하고자 하였다. 본 연구로 부터 도출된 결과를 활용하여 천연 염색재료를 꾸준히 조사 • 발굴하고 그에 관한 염 색성을 조사함으로써 천연 염색이 가지는 독특한 특성을 모발 염색에 적극 활용할 수 있는 계기가 되기를 바란다. 천연염모제의 다양한 조 제와 가공 방법을 개선하기 위한 노력을 함께 병행하고 백모 염색이 가능하도록 다양한 조건에서 지속적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 본 연구로 부터 도출된 결과를 활용하여 천연 염색재료를 꾸준히 조사 • 발굴하고 그에 관한 염 색성을 조사함으로써 천연 염색이 가지는 독특한 특성을 모발 염색에 적극 활용할 수 있는 계기가 되기를 바란다. 천연염모제의 다양한 조 제와 가공 방법을 개선하기 위한 노력을 함께 병행하고 백모 염색이 가능하도록 다양한 조건에서 지속적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 그 결과 칡뿌리 추출물로 염색한 모발의 큐티클 은 균일하고 깨끗한 반면 합성 염모제로 염색한 모발을 큐티클은 다소 거칠어지고 일부 떨어져 쪼개어지는 현상 을 나타냈다(Figure 3). 합성염모제가 칡뿌리 추출물을 이용한 천연 염모제보다 모발에 손상이 더 큰 것으로 판 단되며, 염모제의 화학적 성분을 천연에서 개발하여 첨 가할 경우 염 색으로 인한 모발의 손상을 완화시 킬 수 있을 것이라고 사료된다.
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