모발 손상을 자체를 방지하거나 손상 정도를 낮추기 위해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 모발의 손상 요인으로는 물리적인 요인, 화학적인 요인이 있을 수 있다. 물리적인 요인보다는 화학적인 요인에 의해 모발의 손상이 더 야기된다. 물리적인 손상의 주요 원인으로 퍼머넌트웨이브, 염색, 탈색에 의한 모발 손상이 심하게 야기된다. 이러한 화학적인 요인 중에서 염색에 의한 손상을 줄일 수 있는 방법에 대한 연구가 계속되고 있다. 그 중에서도 화학적인 염료에 의한 손상을 대체 할 천연 염색 원료에 대한 연구가 이루어지고 있다. 상업적인 염색과 합성염료가 광범위하게 사용되고 있음에도 불구하고 천연 염료의 사용에 대한 관심은 지속적으로 증가하고 있다. 천연 염료의 생산 및 시장, 염색의 안전성 및 인체 적합성 등에 대한 연구가 지속적으로 필요하다. 일반적인 화학 원료의 염색 시술 시 두피의 부작용 및 모발에 손상을 야기 시키기도 한다(Jeong et al., 2012). 염모제는 헤나와 같이 천연 염료와 화학 성분인 합성 염모제로 크게 구분할 수 있다(Kim et al., 2006). 두피와 모발에 손상을 야기하는 것을 방지하기 위해 두피의 염증 유발을 적게 하는 천연물질 연구가 이루어지고 있다(Kim, 2014a). 또한 천연 염료를 이용한 모발 염색 연구(Oh & Jung, 2017), 천연치자 황색소와 전해수를 이용한 모발의 염색 및 변화 연구(Yoo & Choi, 2017), 자색고구마의 모발에 대한 천연염색 원료 연구(Kim & Yoo, 2019), 녹차씨 오일이 염색 및 탈색된 모발에 재 손상 및 탈색 방지에 미치는 영향(Min et al., 2013), 이렇듯 모발 손상을 방지하기 위해 성분에 대한 처리에 의한 모발의 염색성과 형태적 특성에 미치는 영향에 수요가 커지고 있다(Kim & Kwon, 2008). 모발의 손상을 낮추고 염색 효과를 동시에 보고자 천연 색소인 자색고구마 분말을 모발에 도포하여 그 효과를 보고자 한다. 고구마에는 β-카로틴, 안토시아닌, 폴리페놀, 강글리오사이드 등과 같은 기능성 성분이 존재가 보고되고 있으며(Lee et al., 2007), 특히 표피와 육질이 진한 자색을 띠는 자색고구마는 높은 안토시아닌 색소를 함유하고 있으며, 항산화, 간기능 보호 등 기능이 보고 되어 있다(Choi et al., 2000; Kim et al., 2015). 자색고구마의 연구는 주로 식품과 관련된 연구가 진행되어 왔다. 자색고구마에 풍부한 안토시아닌 색소가 모발에 염색이 되어 지고 모질의 개선 변화에 영향을 주는지에 대해 알아보고자 한다.

모발 염색에 사용되는 원료인 자색고구마로 천연염색을 시술하기 위해서는 자색고구마 분말을 첨가한 모발 제품을 제조하거나, 자색고구마 분말 자체를 모발에 도포하여 염색 효과를 연구할 수 있다. 그러나 염색 효과와 모질의 개선 변화를 알기 위하여 본 연구에서는 자색고구마 분말을 함유한 트리트먼트 개념의 제품을 제조하여 연구하고자 한다. 이러한 제조를 한 이유는 자색고구마의 염색 효과와 모질의 개선효과가 탁월 할 시 상용화를 염두에 두어 연구하고자 한다.

따라서 본 연구는 안토시아닌 성분이 함유된 자색고구마 분말로 모질 개선제를 제조하여 천연염색의 원료로 사용가능한지를 알아보고자 하였다. 자색고구마의 염색 효과를 연구하고, 모질의 개선에 영향을 주는지를 알아보고자 하였다. 자색고구마 분말을 함량 별로 다르게 제조하여 염색 효과를 알기 위해 모발 시료에 도포한 후 시료의 염색 효과와 물 빠짐을 측정하고, 또한 인장강도, 메틸렌블루를 이용한 흡광도 측정, 광택을 측정하여 모질의 개선 정도를 알아보고자 하였다.

본 연구는 모발의 손상을 줄이면서 염색 효과와 모질 개선 효과를 동시에 볼 수 있는지에 대하여 연구하였다. 염색 효과를 보기 안토시아닌 색소를 함유한 자색고구마 분말을 사용하였다. 자색고구마 분말을 0%, 6%, 9%, 12%로 함량을 다르게 하여 모질 개선제를 제조하였다, 시료는 대조군, 실험군 시료에 제조한 모질 개선제를 도포한 후 열처리를 10 min과 자연방치 10 min 로 방치 한 후 플레인 린스 하여 자연 건조하였다. 건조한 실험군 별로 염색 효과를 측정하고자 L*, a*, b*값과, ΔE*값과, 물 빠짐 값을 비교 분석하였고, 모질의 개선 정도를 알기 위해 인장강도, 메틸렌블루를 이용한 흡광도, 광태 측정을 하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

첫째, 염색 효과를 알기 위한 L*, a*, b* 값 측정 결과로 L*값은 자색고구마 분말로 염색한 실험군의 L*값은 대조군(7레벨 자색고구마 분말 0% 함유)와 비교하여 각각의 7레벨에서 6%, 9%, 12% 함유한 실험군의 L*값은 감소하는 것을 확인 할 수 있다. 같은 레벨에서 자색고구마 분말 함량이 많을수록 L*값은 감소하는 것을 확인 할 수 있었고 감소폭은 미비하게 나타나 염색 효과는 크지 않은 것을 알 수 있었다.

모발의 표면 색상 분석 결과 a*와 b* 값은 자색고구마분말을 함량별로 다르게 제조하여 7레벨에 도포한 실험군의 a*값은 대조군 보다 모두 a* 값이 +로 미비하지만 증가 되었다. b*값은 대조군 보다 모두 b* 값이 +로 미비하지만 증가 되었다. 그러나 9레벨 도포한 실험군의 b*값은 대조군보다 b* 값이 감소 되었다. a*와 b* 값 역시 L*값과 마찬가지로 미비한 차이를 보여 염색 효과가 크지 않은 것을 알 수 있었다. ΔE* 값 측정결과는 자색고구마 분말을 함량 별로 다르게 제조하여 7레벨에 도포 시 실험군의 ΔE* 값은 대조군보다 모두 ΔE* 값이 미비하지만 증가 되었다. 또한 9레벨 도포한 실험군의 ΔE* 값은 대조군보다 ΔE* 값이 11.94 증가 되었다.

둘째, 염색 효과를 알기 위한 물 빠짐 측정 결과로는 1일차에는 가장 많이 3.42 NTU가 빠졌고, 3일차에는 더 이상의 물 빠짐이 없었다. 물 빠짐 결과로는 염색 시 염색 도포 효과가 있다는 것을 알 수 있었다.

셋째, 모질의 개선 정도를 알기 위한 인장강도 측정 결과로는 자색고구마 분말 함량 별 7레벨의 6%, 9%, 12% 실험군의 인장강도 변화는 0% 함유한 대조군(7레벨 자색고구마 분말 0% 함유) 보다 미비한 증가를 보였지만 큰 차이는 없었다. 이는 자색고구마 분말이 모질 개선 효과가 미비하지만 있는 것을 알 수 있었다.

넷째, 모질의 개선 정도를 알기 위한 메틸렌블루를 이용한 흡광도 측정 결과로는 자색고구마 분말 함량 별 7레벨의 6%, 9%, 12% 실험군의 흡광도 변화는 대조군보다 감소함을 알 수 있었다. 이로서 자색고구마 분말로 제조한 모질 개선제가 모질의 개선효과가 있는 것을 알 수 있었다.

다섯째, 모질의 개선 정도를 알기 위한 광택 측정 결과로는 자색고구마 분말 함량 별 7레벨의 6%, 9%, 12% 실험군의 광택 변화는 대조군(7레벨 자색고구마 분말 0% 함유)보다 감소함을 알 수 있었다. 자색고구마 분말을 함유한 개선제는 광택에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다.

이와 같은 결과로 천연 자색고구마 분말 색소를 함유한 개선제로는 염색 효과와 모질의 개선효과를 동시에 볼 수는 없었다. 합성 염모제의 문제점을 보완할 수 있는 대안으로 천연 염료 에 대한 연구와 개발이 활발하게 진행되고 있다. 천연 염료는 합성염료에 비해 복합 성분의 색소를 함유하므로 발색이 자연스럽고, 변•퇴색이 일어나도 안정된 색감을 나타내며, 염색 조건에 따라 다양한 명도와 색상을 발현할 수 있다는 장점(Kwon et al., 2004)이 있어 차 후 천연성분을 이용한 염색 효과와 모질 개선 정도를 알기 위한 연구를 하기 위해서는 우선 제조하지 않고 순수 성분을 가지고 연구를 1차적으로 먼저 하여 그 효과를 알고 상용화를 위한 차기 연구로 천연성분을 함유한 개선제 또는 염모제를 제조 사용하여 각각의 효과를 연구 할 필요가 있다고 생각한다.