KR101274538B1 - 자외선 방어 효과의 평가방법, 평가장치 및 기록매체 - Google Patents

자외선 방어 효과의 평가방법, 평가장치 및 기록매체 Download PDF

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Abstract

도포대상부재에 도포된 측정 시료의 자외선 방어 효과를 평가하는 평가방법에 있어서, 미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 광원의 광조사에 의해, 소정의 파장영역에서의 상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정의 파장 간격으로 측정하는 제 1 단계와, 상기 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화에 근거하여, 광조사 시간과, 상기 측정 시료의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정하는 제 2 단계와, 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해 상기 측정 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 산출하는 제 3 단계를 포함한다.

Description

자외선 방어 효과의 평가방법, 평가장치 및 기록매체{EVALUATION METHOD OF ULTRAVIOLET RADIATION PROTECTIVE EFFECT, EVALUATION DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
본발명은 실생활의 이용조건이나 이용환경에서 조사되는 자외선에 대한 방어 효과를 높은 정밀도로 평가하기 위한 자외선 방어 효과의 평가방법, 평가장치 및 기록매체에 관한 것이다.
종래부터 자외선에 의한 햇? 그을림(선탠)을 방지하기 위한 화장품(소위, 선캐어 상품 등)의 자외선 방어 효과를 나타내는 척도로서 SPF(Sun Protection Factor) 값이 이용되고 있다. 그리고, 종래에는, 예를 들어, 세계적으로 이용되고 있는 「International Sun Protection Factor Test Method, (C.O.L.I.P.A.－J.C.I.A.－C.T.F.A.S.A.－C.T.F.A.), May 2006.」등의 인비보 SPF법을 근거로 사람 피부의 홍반반응으로부터 SPF값을 구하고 있다. 이 SPF값은 자외선에 의한 햇? 그을림으로부터 피부를 보호하고 햇? 그을림을 방지하는 효과를 나타내는 지수로서, 선캐어 상품을 사용한 경우에 희미하게 붉은 기를 일으키게 하기 위해 필요한 자외선량을, 선캐어 상품을 사용하지 않는 경우에 희미하게 붉은 기를 일으키게 하기 위해 필요한 자외선량으로 나눈 값으로 정의된다. 예를 들어, SPF값이 10인 선캐어 화장품을 사용하면, 완전히 동일한 조건의 자외선을 사용한 경우라면 맨살이 햇?에 그을리는 경우의 10배의 자외선을 받은 때에 맨살과 같은 햇? 그을림(홍반)이 생긴다는 의미이다.
SPF값의 측정에는 계절이나 장소에 따라 강도 등이 상이할 가능성이 있는 태양광이 아닌, 인공 태양광(솔라 시뮬레이터)을 채용하고 있다. 또한, 그 측정법은 제품을 바르지 않은 피부와 바른 피부에 각각 일정량의 자외선을 조사하고, 다음날 홍반을 일으켰는지 여부를 조사하여 실시된다.
상술한 방법에 준거하여 측정한 SPF값을 이용하면, 선캐어 상품의 자외선 방어 효과의 용관적인 평가가 가능해진다. 그러나, 상술한 방법은 다수의 특정 피부타입의 피험자의 협력이 불가결하므로, 매우 큰 비용과 시간을 필요로 한다. 따라서, 예를 들어, 개발단계에 있는 제품의 자외선 방어 효과의 평가 등을 하기 위하여, 윤리적인 관점에서도 사람을 이용하지 않고 측정하는 인비트로(in vitro)의 방법으로 간편하게 상술한 바와 같은 인비보(in vivo) SPF법을 원리, 원칙적으로 재현하여, 상술한 방법으로 얻어진 인비보 SPF값과의 상관성이 높은 인비트로 SPF 예측값의 산출방법의 개발이 최근들어 가속화되고 있고, 그를 기술이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조).
특허문헌 1: 일본특허 제4365452호
특허문헌 2: 일본특허 제4454695호
지금까지 이용되고 있는 인비보 SPF의 측정조건은 피험자인 사람의 부하를 경감하기 위해 여러 가지 방안이 강구되고 있었다.
예를 들어, 측정시간을 단축하기 위하여 홍반반응이 단시간에 생기도록 실제의 태양광의 수십배의 강도로 조사하거나, 피부의 홍반반응만을 육안으로 판정하기 쉽게 하기 위하여 열효과에서 유래하는 피부의 붉은 기가 생기지 않도록 솔라 시뮬레이터의 조사 스펙트럼으로부터 가시광선이나 적외선을 커트하는 등의 각종 설정을 하고 있었다. 그러나, 이들 측정조건은 실생활상에서 태양광이 조사되는 이용환경과는 크게 차이가 있었다.
또한, 인비보 SPF의 측정조건에서는, 샘플 도포량을 일률적으로 2.00mg/cm2로 통일하고 있지만, 실제 사용자의 이용조건에서는 편차가 매우 크고, 대체로 평균적으로 0.5~1.5mg/cm2라고 하는 논문이 공지되어 있다(예를 들어, 비특허문헌： Sunscreen isn't enough. Journal of Photochemistry and Photobiology B：Biology 64(2001) 105－108).
그 때문에, 지금까지 이용되고 있는 인비보 SPF 측정법에서 얻어진 SPF의 수치는 상이한 제품의 자외선 방어 효과를 단순히 「상대적」으로 비교할 수는 있어도, 각 개인의 「실제 이용환경이나 이용조건에서의 자외선 방어 효과」를 「절대적」인 척도로 정량적으로 예측하는 것은 아니었다.
그래서, 소비자의 이용 장면에 따라 적정한 수치의 SPF가 표시된 제품을 사용한 경우에도 햇?에 그을려 버리는 경우가 있었지만, 이는 소비자가 이용할 때의 샘플 도포량이 인비보 SPF 측정법의 조건보다 적거나, 도포시에 골고루 펴지지 않음(불균일성)이 생기는 등의, 주로 소비자의 이용조건에 따라 크게 상이한 것에 기인한다고 생각되고 있었다.
본래는 소비자 보호의 관점에서도 실제 이용환경이나 이용조건에서의 자외선 방어 효과를 예측한 정보를 제공하는 것이 중요하다고 생각되지만, 실제 사용자의 생활장면에서의 이용환경이나 이용조건을 근거로 자외선 방어 효과(이하, 「real－life SPF」 또는 「rSPF」라고 한다)를 예측하는 인비트로 SPF 평가법은 지금까지 존재하지 않았다.
그 이유로는, 첫째로, 지금까지의 인비보 SPF 측정법에서 얻어진 수치가 그대로 「절대값」적인 자외선 방어 효과의 척도로서 해석되고 있었던 측면이 있는 것을 들 수 있다.
그러나, 최근에는 사용자의 이용조건으로서 특히 샘플의 도포량이 인비보 SPF값에게 미치는 영향에 대해 상술한 바와 같은 논문 등이 공지됨에 따라, 이용조건이 「절대값」적인 자외선 방어 효과의 척도에 미치는 영향에 대해서는 인지되고 있다.
한편, 사용자의 이용환경으로서 태양광 스펙트럼의 형상이나 강도가 「절대값」적인 자외선 방어 효과의 척도에 미치는 영향에 대해서는 검토된 전례가 없었다.
둘째로, 「real－life SPF」를 인비트로에 의한 시험으로 평가하기 위한 고감도 자외선 검출 평가장치나 시간의 경과에 따라 피부가 자외선을 받는 양을 축적하고, 검출한 자외선으로부터 평가결과를 해석하는 알고리즘을 갖는 평가 프로그램도 존재하지 않았기 때문이라고 생각된다.
또한, 이러한 「real－life SPF」에 대해 피험자를 고용하여 인비보로 평가하는 것도 장시간에 이르는 피험자의 구속의 부하나, 태양광중에 포함되는 적외선에서 유래하는 열효과에 의한 붉은 기와 자외선에 의한 홍반반응을 분리해 평가하는 것이 곤란하다는 점에서 현실적으로는 불가능하였다.
이런 점에서, 「real－life SPF」를 예측하기 위해서는 열효과에 의한 붉은 기가 생기지 않고, 피험자에 대한 부하도 없는 인비트로에 의한 시험이 가장 적당한 것을 알 수 있다.
그런데, 지금까지의 인비트로 SPF 평가법은, 예를 들어, 세계적으로 이용되고 있는 「International Sun Protection Factor Test Method, (C.O.L.I.P.A.－J.C.I.A.－C.T.F.A.S.A.－C.T.F.A.), May 2006.」등의 인비보 SPF법을 원리, 원칙적으로 재현하는 것을 목적으로 하여, 시설내 재현성 및 시설간 재현성의 고저, 나아가서는 최종적으로는 인비보 SPF 평가법에서 얻어지는 SPF값을 높은 정밀도로 예측하는 것에 주안점이 있으므로, 인비보 SPF값과의 상관성의 고저로 그 인비트로 SPF 평가법의 신뢰성이 논의되고 있었다.
다시 말해, 종래의 인비트로 SPF 평가법, 나아가서는 인비보 SPF 평가법도 포함하여, 종래에는 실제 사용자의 이용환경이나 이용조건에 근거한 자외선에 대한 방어 효과를 반영하고 있지 않았으므로, 소비자 보호의 관점 및 제품에 부수하는 정보로서의 면에서 보면, 결코 충분하다고는 할 수 없었다. 그 때문에, 예를 들어, 지금까지의 인비트로 SPF 평가법 및 인비보 SPF 평가법으로 평가된 자외선 방어 효과의 수치를 얻은 조건에서는, 상이한 조건이나 환경에서 선캐어 상품 등을 이용한 사용자가 햇?에 그을려 버릴 가능성도 있다.
이런 점에서, 각 개인의 「실제 이용환경이나 이용조건에서의 자외선 방어 효과」를 정량적으로 인비트로로 예측하는 기술이 요망되고 있었다.
본발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 실생활의 이용조건이나 이용환경에서 조사되는 자외선에 대한 방어 효과를 높은 정밀도로 평가하기 위한 자외선 방어 효과의 평가방법, 평가장치 및 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본발명의 평가방법은 도포대상부재에 도포된 측정 시료의 자외선 방어 효과를 평가하는 평가방법에 있어서, 미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 광원의 광조사에 의해, 소정의 파장영역에서의 상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정의 파장 간격으로 측정하는 제 1 단계와, 상기 제 1 단계에 의해 얻어지는 상기 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화에 근거하여, 광조사 시간과, 상기 측정 시료의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에 의해 얻어지는 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해 상기 측정 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 산출하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 본발명의 평가장치는 도포대상부재에 도포된 측정 시료의 자외선 방어 효과를 평가하는 평가장치에 있어서, 미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 광원의 광조사에 의해, 소정의 파장영역에서의 상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정의 파장 간격으로 측정하는 경시적 변화 측정수단과, 상기 경시적 변화 측정수단에 의해 얻어지는 상기 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화에 근거하여, 광조사 시간과, 상기 측정 시료의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정하는 상관관계 설정수단과, 상기 상관관계 설정수단에 의해 얻어지는 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해 상기 측정 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 산출하는 SPF 예측값 산출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본발명에 의하면, 실생활의 장면에서 조사되는 자외선 환경이나 이용조건에 대한 자외선 방어 효과를 높은 정밀도로 평가할 수 있다.
도 1은 본실시형태에 따른 자외선 방어 효과의 평가장치의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본실시형태에 따른 자외선 방어 효과의 평가장치의 기능 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본발명에 따른 평가처리가 실현가능한 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본발명에 따른 자외선 방어 효과의 평가처리 순서의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 광원 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 시료의 예를 나타내는 도면이다.
도 7a는 본실시형태에 따른 평가에서 사용되는 도포기판의 일부를 확대한 3차원 이미지 도(그 1)이다.
도 7b는 본실시형태에 따른 평가에서 사용되는 도포기판의 일부를 확대한 3차원 이미지 도(그 2)이다.
도 7c는 본실시형태에 따른 평가에서 사용되는 도포기판의 일부를 확대한 3차원 이미지 도(그 3)이다.
도 8은 파장과 광원 스펙트럼의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는 평가결과에 있어서의 광열화를 설명하는 흡광도 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10a는 본실시형태에 있어서의 광열화를 설명하기 위한 다른 예를 나타내는 도면(그 1)이다.
도 10b는 본실시형태에 있어서의 광열화를 설명하기 위한 다른 예를 나타내는 도면(그 2)이다.
도 11은 인공 태양 시뮬레이터와 의사 자연 태양광에 의해 조사된 경우에, 광불안정한 샘플 A의 360nm에서의 흡광도의 저하비율의 차이를 나타내는 도면이다.
도 12a는 의사 자연 태양광에 의해 광불안정한 샘플 A가 3종의 시료 도포기판에서 광열화를 일으킨 결과를 나타내는 도면(그 1)이다.
도 12b는 의사 자연 태양광에 의해 광불안정한 샘플 A가 3종의 시료 도포기판에서 광열화를 일으킨 결과를 나타내는 도면(그 2)이다.
도 12c는 의사 자연 태양광에 의해 광불안정한 샘플 A가 3종의 시료 도포기판에서 광열화를 일으킨 결과를 나타내는 도면(그 3)이다.
도 13은 SMS에 있어서의 0.05MED/min(한여름 일본에서의 실제 태양광 강도의 정도)로부터 4MED/min까지의 강도로 샘플 A의 광열화 거동의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 SMS에 상이한 샘플 도포량을 적용한 때의 광불안정한 샘플 A의 360nm에서의 흡광도 저하의 차이를 나타내는 도면이다.
도 15a는 샘플 A를 여러가지 도포량으로 3개의 도포기판에 도포한 때의 재현성을 308nm에서의 흡광도로 평가한 일례를 나타내는 도면(그 1)이다.
도 15b는 샘플 A를 여러가지 도포량으로 3개의 도포기판에 도포한 때의 재현성을 308nm에서의 흡광도로 평가한 일례를 나타내는 도면(그 2)이다.
도 16a는 광불안정한 샘플 A 및 광안정한 샘플 B에 대해 상이한 도포량에서의 인비트로 SPF값에 대한 광원의 영향을 설명하기 위한 도면(그 1)이다.
도 16b는 광불안정한 샘플 A 및 광안정한 샘플 B에 대해 상이한 도포량에서의 인비트로 SPF값에 대한 광원의 영향을 설명하기 위한 도면(그 2)이다.
도 17은 3종의 샘플 기제를 이용하여 3개의 상이한 부위에서 인비트로 rSPF값을 구한 결과를 설명하기 위한 도면이다.
＜본발명에 대하여＞
본발명의 기본적인 개념은 「광조사 스펙트럼」을 실제 태양광 스펙트럼에 근사시킴과 함께, 「광조사강도」도 마찬가지로 실제 태양광 강도 부근으로 설정하여, 실제 태양광하에서의 자외선 방어 효과를 수치로 예측하는 것이다. 본발명에서는, 「피부에 가까운 도포막」으로서 피부의 평균 거침도 데이터(예를 들어, Sa=약 17미크론 정도)에 가깝고, 또한 피부 레플리카의 형상에 근거해 단순화한 표면 프로파일을 갖는 플레이트를 이용하여 「실제로 도포하는 샘플량」을 평가시의 도포량으로 채용하고, 「실제 사용자가 실시하는 샘플의 도포방법」에 따라 샘플을 도포한다.
즉, 본발명에서는, 「광원 스펙트럼」, 「광원 강도」, 「샘플 도포량」, 「도포 플레이트의 산술평균 거침도(Sa값)」중 적어도 하나를 일상생활의 조건에 대응시킨 적절한 값으로 설정한다. 구체적으로는, 광원 스펙트럼에서는 자연 태양광과 마찬가지의 광이 되도록, 자외선뿐만이 아니라 가시광선 및 적외선도 포함한 광원 스펙트럼 파형의 광을 샘플에 조사한다. 또한, 광원 강도는 실제의 태양광 강도 부근으로 설정할 필요가 있지만, 후술하는 바와 같이, 광원 강도는 일정한 범위에서 「real－life SPF」의 예측값에 영향을 미치지 않으므로, 약 0.001~20.0MED/min 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 샘플 도포량은, 약 0.01~10.0mg/cm2 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도포 플레이트의 산출 평균 거침도(Sa값)는 약 0.01~400μm정도로 하는 것이 바람직하다.
이하, 본발명에 따른 자외선 방어 효과의 평가방법, 평가장치 및 기록매체를 바람직하게 실시한 형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다.
＜평가장치：장치 구성예＞
도 1은 본실시형태에 따른 자외선 방어 효과의 평가장치의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 평가장치(10)는 시료(샘플(Sample))(1)(참조 시료 또는 측정 시료(시험 시료))를 측정하기 위한 장치이며, 광원(11), 전원공급수단(12), 필터(13), 광화이버(14), 적분구(15), 스테이지(16), 스테이지 구동수단(17), 옵티컬 쵸퍼(18), 분광수단인 모노크로메터(19), 광검출수단인 UV－PMT(Photo Multiplier Tube；광전자증배관)(20), PMT 전압 컨트롤러(21), 신호증폭수단(Amp)(22), 주제어수단인 PC(Personal Computer)(23)를 구비하도록 구성된다.
광원(11)은 자외선, 가시광선 및 적외선을 포함하는 백색광원인 크세논 램프가 바람직하게 사용되나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 백색광원인 크세논 램프는 의사적인 태양광선으로서 사용할 수 있다.
즉, 본실시형태에서 사용되는 광원 스펙트럼은 자외선 영역, 가시광선영역, 적외선 영역을 포함할 수 있고, 후술하는 바와 같이, 예를 들어 약 200~1000nm정도의 파장 형상의 광원을 사용한다.
전원공급수단(12)은 PC(23)로부터의 제어신호에 기초하여, 광원(11)에 대해 소정 타이밍으로 소정 강도의 전원을 공급하고, 광원을 적절히 조정하여 광원의 강도를 설정한다. 즉, 전원공급수단(12)에서의 광원 강도의 설정은, 구체적으로는, 솔라 시뮬레이터(의사 태양광원)의 광량을 시판되는 라디오 미터(Solar Light사 제품번호 3D－600이나 PMA－2100 등)를 이용하여 조정한다.
필터(13)는 광원(11)으로부터의 광의 진행방향 근방에 있고, 광원(11)으로부터 조사된 광선의 자외선 스펙트럼을 보정하는 필터이다. 또한, 필터(13)는 광원(11)으로부터 조사되는 광조사 스펙트럼에 대해 단파장 컷 필터, 장파장 컷 필터, 밴드 패스 필터, ND 필터 등의 광학 필터를 1개 또는 복수의 필터(13)를 조합하여 실제 태양광 스펙트럼 파형의 형상에 근사시킨다.
그 결과, 얻어진 스펙트럼 형상(Simulated natural sunlight(의사 자연 태양광))은 Natural sunlight(자연 태양광, 문헌값)에 근사하게 얻어지고, 인비보 SPF 측정법에서 이용되고 있는 Artificial solar simulator(인공 태양광 시뮬레이터)의 스펙트럼 형상과는 크게 상이하다. 또한, 상술한 스펙트럼 형상에 대해서는 후술한다.
또한, 필터(13)는 광원(11)의 종류나 조사하는 시료(1)의 종류 등에 따라 변경할 수 있다. 또한, 필터(13)에는 자동으로 변경할 수 있도록 좌우 이동 또는 원회전이동 등에 의한 슬라이드 기구가 형성되어 있어도 된다.
광화이버(14)는 필터(13)를 통과한 광의 진행방향 근방에 있고, 필터(13)를 투과한 광선을 시료(1)의 근방으로, 나아가서는 적분구(15)로 유도한다.
적분구(15)는 시료(1)를 투과한 광선을 수광하고, 광선을 집광하고, 공간적으로 적분하여 균일화한다. 즉, 적분구(15)는 광화이버(14)로부터 조사되어 시료(1)를 통과한 광을 구체내에 도입하여, 구내벽면에서 확산반사를 반복하여 균일한 강도 분포를 얻을 수 있다. 또한, 균일 강도 분포는 광원의 강도에 비례하는 분포가 된다. 또한, 본실시형태에서는 적분구(15)를 생략할 수도 있다.
스테이지(16)는 스테이지 구동수단(17)에 의한 구동제어에 의해, 소정 타이밍으로 적분구(15)를 상하 또는 좌우, 수평 또는 수직으로 이동시킬 수 있고, 나아가서는 소정의 각도로 경사시켜 이동시킬 수도 있다. 이로써, 광화이버(14)로부터의 광선이 통과하는 시료(1)의 위치를 이동시킬 수 있고, 시료(1)의 소정 위치에서 통과시킨 광선을 적분구(15)내에 넣을 수 있다.
또한, 스테이지(16)는 시료(1)가 놓여지는 시료대를 갖고 있어도 되고, 예를 들어, 시료(1)의 외주나 일부를 고정하여 유지하는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 시료(1)에 광이 조사되는 장소를 임의로 이동시킬 수 있다.
스테이지 구동수단(17)은 PC(23)로부터의 제어신호에 기초하여 소정 타이밍에 소정 위치로 스테이지를 이동시킨다.
옵티컬 쵸퍼(18)는 적분구(15)로부터의 광선을 자외선?가시광선?적외선의 연속광으로부터 임의의 주파수의 펄스광으로 변환한다. 또한, 옵티컬 쵸퍼(18)는, 예를 들어, 5Hz~2만Hz의 주파수까지 변환할 수 있고, 입력되는 광원(11)이나, 필터(12), 적분구(15)의 성능, 각종 조건 등에 따라 설정할 수 있다.
모노크로메터(19)는 광범위한 파장의 광을 공간적으로 분산시키고, 분산시킨 광에 대해 슬릿 등을 이용해 좁은 범위의 파장만을 추출할 수 있는 분광수단이다. 모노크로메터(19)는 옵티컬 쵸퍼(18)로부터의 광선을 자외선 영역뿐만 아니라 가시광선영역이나 적외선을 포함하는, 적어도 약 200 내지 1000nm정도의 범위에서 소정의 파장 간격으로 분광할 수 있다.
또한, 소정의 파장 간격으로서는, 예를 들어, 0.5nm마다나, 1nm마다, 5nm마다 등이 있지만, 본발명에서는 특별히 한정되는 것은 아니다. 따라서, 이하의 설명에서는 일례로서 1nm마다 측정하는 것으로 한다. 분광수단(18)에 의해 분광된 광은 UV－PMT(20)로 출력된다.
또한, 본실시형태에 있어서의 모노크로메터(19)로는, 예를 들어, 미 광을 감소시키기 위하여 더블 모노크로메터를 사용하는 것이 바람직하지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 싱글 모노크로메터나 트리플 모노크로메터 등을 사용할 수도 있다.
또한, 모노크로메터(19)인 분광수단은, 예를 들어, 자외선에 감도특성이 조정되어 있고, 예를 들어, 200 내지 400nm의 자외선 영역에 감도특성이 뛰어난 회절격자를 사용함으로써, 고감도의 분광성능을 실현하고 있다. 구체적으로는, 시마즈제작소제 볼록면 회절격자(제품번호 10－015) 등을 사용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
광검출수단인 UV－PMT(20)는 분광수단인 모노크로메터(19)에 의해 분광된 자외선 영역(UV영역)의 광선을 광 센서로 검출하고, 각각의 파장의 광선의 강도를 전류 또는 전압에 의한 신호로 변환한다. 또한, 이들 신호는 PMT 전압 컨트롤러(21)에 의해 제어되어 소정의 신호가 생성된다. 즉, UV－PMT(20)는 광전효과를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환할 때에 전류증폭기능을 부가할 수 있는 고감도 광검출수단이다.
PMT 전압 컨트롤러(21)는 PC(23)로부터의 제어신호를 근거로 UV－PMT(20)에 대해 소정의 전압 제어를 실시하고, 파장의 강도에 대한 전류 또는 전압에 의한 신호로 변환시킨다.
또한, UV－PMT(20)로부터 출력된 신호는 신호증폭수단(Amp)(22)에 의해 증폭되어 PC(23)로 출력된다. 또한, 상술한 UV－PMT(20)로는 광전자증배관을 사용할 수 있을 뿐만 아니라, In, Ga, N, Al 및 O 등으로 이루어지는 반도체 광검출수단도 마찬가지로 사용할 수 있다.
PC(23)는 평가장치(10)의 각 구성 전체를 제어하는 주제어수단이다. 구체적으로는, PC(23)는 전원공급수단(12)나 스테이지 구동수단(17), PMT 전압 컨트롤러(21)에 대해 소정 타이밍에서 소정 조건의 동작이 이루어지도록 제어신호를 생성하여 각 구성에 출력한다.
예를 들어, PC(23)는 광원(11)의 온/오프를 제어한다. 또한, PC(23)는 UV－PMT(20)로부터 소정의 파장 간격(예를 들어, 1nm 등) 마다의 분광강도 등을 설정하고, 측정 시료의 최종적인 인비트로 rSPF 예측값을 산출한다. 또한, PC(23)는 UV－PMT(20)로부터의 데이터를 수신하고, 사용자가 알기 쉬운 형태로 데이터를 처리하고, 그 결과를 표시하는 화면을 생성해 표시하거나 그 결과를 기록지에 기록하여, 그 결과를 기억매체에 보존하거나 할 수 있도록 한다. 또한, PC(23)는 취득한 결과를 근거로 실생활의 이용조건이나 이용환경 등에서 조사되는 자외선에 대한 방어 효과를 높은 정밀도로 평가할 수 있다.
또한, PC(23)로서는, 예를 들어, 범용 퍼스널컴퓨터 등을 사용할 수 있고, 입력수단 등을 통한 사용자로부터의 지시 등에 의해 상술한 평가장치(10)의 각 기능을 실행시킬 수 있다.
＜평가장치： 기능 구성예＞
다음으로, 평가장치(10)의 기능 구성예에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 도 2는 본실시형태에 따른 자외선 방어 효과의 평가장치의 기능 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 평가장치(10)는 입력수단(31), 출력수단(32), 축적수단(33), 경시적 변화 측정수단(34), 상관관계 설정수단(35), SPF 예측값 산출수단(36), 평가수단(37), 화면생성수단(38), 제어수단(39)을 갖도록 구성되어 있다.
입력수단(31)은, 예를 들어, PC(23)에 설치되고, 사용자 등으로부터의 평가개시지시나, 측정결과를 출력수단(32)에 의해 출력시키는 등의 각종 데이터의 입력을 받아들인다. 또한, 입력수단(31)은, 예를 들어, 키보드나, 마우스 등의 포인팅 디바이스 등으로 이루어진다.
또한, 출력수단(32)은, 예를 들어, PC(23)에 설치되고, 입력수단(31)에 의해 입력된 내용이나, 입력내용에 기초하여 실행된 내용 등의 표시?출력을 실시한다. 또한, 출력수단(32)은 디스플레이나 스피커 등으로 이루어진다. 나아가, 출력수단(32)으로서 프린터 등의 기능을 갖고 있어도 되고, 그 경우에는 간단한 측정결과나 산출결과, 평가결과 등을 종이 등의 인쇄매체에 인쇄하여 사용자 등에게 제공할 수도 있다.
또한, 축적수단(33)은, 예를 들어, PC(23)에 설치되고, 경시적 변화 측정수단(34)에 의한 측정결과, 상관관계 설정수단(35)에 의한 설정내용 및 SPF 예측값 산출수단(36)에 의한 산출결과, 평가수단(37)에서의 평가결과, 화면생성수단(38)에서 생성된 화면 등의 각종 데이터를 축적한다. 또한, 축적수단(33)은 필요에 따라 축적되어 있는 상술한 각종 데이터나 미리 설정되는 각 구성을 실행하기 위한 각종 설정정보(파라미터) 등을 읽어낼 수 있다.
또한, 경시적 변화 측정수단(34)은 미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 광원(예를 들어, 파장이 약 200 내지 1000nm정도)의 광조사에 의해 소정의 파장영역에서의 시료(1)(참조 시료 또는 측정 시료(시험 시료))의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정 파장 간격으로 측정한다. 구체적으로는, 경시적 변화 측정수단(34)은, 예를 들어, 광검출수단(20)등에 의해, 예를 들어 290 내지 400nm의 자외선을 포함하는 광원에 의해 시료(1)(참조 시료 또는 측정 시료(시험 시료))의 분광 투과 스펙트럼을 소정의 파장 간격(예를 들어, 1nm)마다 측정한다. 또한, 경시적 변화 측정수단(34)은 미리 설정된 광조사 시간에 의한 광조사에 의해 시료(1)의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 측정한다.
또한, 경시적 변화 측정수단(34)은 임의의 시간 간격으로 경시적 변화에 있어서의 분광 투과 스펙트럼을 측정함으로써, 처리시간 등의 조정을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 평가처리시간 등을 단축할 수 있다. 또한, 경시적 변화 측정수단(34)은 시료(1)에 있어서의 분광 투과 스펙트럼의 광열화에 의한 경시적 변화를 측정한다. 이로써, 조사광에 의한 시료의 광열화 현상을 반영한 인비트로 rSPF 예측값을 산출할 수 있다.
한편, 상관관계 설정수단(35)은 PC(23)의 기능으로서 경시적 변화 측정수단(34)에 의해 얻어지는 시료(1)에 있어서의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 근거로 광조사 시간과 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정한다.
즉, 상관관계 설정수단(35)은 경시적 변화 측정결과에 기초하여 분광 투과 스펙트럼의 시간 변화에 근거한 홍반효과량(경시적 홍반효과량)의 상관관계를 설정한다. 구체적으로는, 상관관계 설정수단(35)은 경시적 변화 측정수단(34)에 의해 얻어지는 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 근거로, 광조사 시간과, 시료(1)의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정한다.
또한, 상관관계 설정수단(35)에 있어서의 홍반효과량은 파장마다의 투과광 강도에 미리 설정되는 홍반계수(붉어지기 쉬운 정도)를 곱해 산출한다. 이로써, 높은 정밀도로 홍반효과량을 산출할 수 있다. 또한, 홍반계수로서는, 예를 들어, 비특허문헌인 「CIE Journal (1987) 6：1, 17－22」에 기재된 CIE의 문헌값를 채용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 유사한 문헌값 등을 채용할 수 있다. 또한, 상술한 상관관계의 설정수법은, 예를 들어, 특허문헌 1등에 나타나 있지만, 본발명에 따른 설정수법은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
SPF 예측값 산출수단(36)은 PC(23)의 기능으로서 상관관계 설정수단(35)에 의해 설정된 상관관계에 기초하여 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해 시료(1)에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 산출한다. 여기서, 1MED란, 인비보 SPF값의 측정 현장에서 피험자의 피험부위에서 최소 홍반량을 야기하는데 필요한 자외선 광량이다.
또한, SPF 예측값 산출수단(36)은 미리 설정된 시료로부터 얻어지는 인비트로 rSPF 예측값, 광원 강도 및 피부대체막에 도포된 시료 도포량중 적어도 하나의 데이터를 이용하여, 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 보정할 수 있다.
구체적으로는, SPF 예측값 산출수단(36)은, 먼저, 미리 설정되는 참조 시료를 이용해 상술한 경시적 변화 측정수단(34) 및 상관관계 설정수단(35)에서의 처리를 실시하고, 상관관계 설정수단(35)에 의해 설정된 상관관계에 기초하여 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해 참조 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 산출한다. 또한, 산출된 인비트로 rSPF 예측값은 사용한 광원 강도, 피부대체막에 도포된 참조 시료의 도포량 등의 데이터와 함께 축적수단(33)에 축적해 두어도 된다.
다음으로, SPF 예측값 산출수단(36)은 측정 시료를 이용해 상술한 처리에 의해 측정 시료의 인비트로 rSPF 예측값을 산출하고, 산출한 예측값에 대해 상술한 참조 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값, 광원 강도 및 시료 도포량 등중 적어도 하나를 이용하여 측정 시료의 인비트로 rSPF 예측값을 보정한다.
이로써, 인비보 SPF의 수치에 알맞는 높은 정밀도의 인비트로 rSPF 예측값을 산출할 수 있다. 또한, 참조 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값, 광원 강도 및 시료 도포량 등을 이용해 다른 참조 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 취득할 때에도, 상술한 데이터를 이용해 예측값을 보정해도 된다.
또한, 평가수단(37)은 상술한 경시적 변화 측정수단(34)에 의한 측정결과나, SPF 예측값 산출수단(36)에 의한 산출결과 등에 기초하여, 예를 들어, 실생활의 이용조건이나 이용환경 등에서 조사되는 자외선에 대한 방어 효과의 높은 정밀도의 평가를 실현한다.
또, 화면생성수단(38)은 상술한 각 구성에 의해 얻어지는 결과나, 조건 설정 등을 실시하는 설정화면 등을 생성하여, 생성한 화면을 출력수단(32)에 출력시킨다. 또한, 화면생성수단(38)에 있어서 생성되는 화면 예에 대해서는 후술한다.
나아가, 제어수단(39)은 PC(23)의 기능으로서 평가장치(10)의 각 구성부 전체의 제어를 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어, 사용자 등에 의한 입력수단(31)으로부터의 지시 등에 기초하여, 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화의 측정이나, 상관관계의 설정, 인비트로 rSPF 예측값의 산출, 보정 등의 제어를 실시한다. 또, 제어수단(39)은 PC(23)에 의한 광원(11)의 온/오프의 제어 등을 실시한다.
＜평가장치(10)：하드웨어 구성＞
여기서, 상술한 자외선 방어 효과의 평가장치(10)에는 각 기능을 컴퓨터에 실행시킬 수 있는 실행 프로그램(평가 프로그램)을 생성하고, PC(23)로서 예를 들어, 범용 퍼스널컴퓨터, 서버 등에 그 실행 프로그램을 인스톨함으로써 본발명에 따른 평가처리 등을 실현할 수 있다.
여기서, 본발명에 따른 평가처리가 실현가능한 컴퓨터의 하드웨어 구성예에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 도 3은 본발명에 따른 평가처리가 실현 가능한 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3의 컴퓨터 본체에는 입력장치(41), 출력장치(42), 드라이브장치(43), 보조기억장치(44), 메모리장치(45), 각종 제어를 실시하는 CPU(Central Processing Unit)(46), 네트워크 접속장치(47)를 갖도록 구성되어 있고, 이들은 시스템 버스(B)로 서로 접속되어 있다.
입력장치(41)는 사용자 등이 조작하는 키보드 및 마우스 등의 포인팅 디바이스를 가지고 있고, 사용자 등으로부터의 프로그램의 실행 등, 각종 조작신호를 입력한다.
출력장치(42)는 본발명에 따른 처리를 실시하기 위한 컴퓨터 본체를 조작하는데 필요한 각종 윈도우나 데이터 등을 표시하는 디스플레이를 갖고, CPU(46)가 갖는 제어 프로그램에 의해 프로그램의 실행경과나 결과 등을 표시할 수 있다.
여기서, 본발명에 있어서, 컴퓨터 본체에 인스톨되는 실행 프로그램은, 예를 들어, USB(Universal Serial Bus) 메모리나 CD－ROM 등의 가반형의 기록매체(48) 등에 의해 제공된다. 프로그램을 기록한 기록매체(48)는 드라이브장치(43)에 세팅가능하고, 기록매체(48)에 포함되는 실행 프로그램이 기록매체(48)로부터 드라이브장치(43)를 통하여 보조기억장치(44)에 인스톨된다.
보조기억장치(44)는 하드디스크 등의 스토리지수단이며, 본발명에 따른 실행 프로그램이나 컴퓨터에 형성된 제어 프로그램 등을 축적하여, 필요에 따라 입출력을 실시할 수 있다.
메모리장치(45)는 CPU(46)에 의해 보조기억장치(44)로부터 읽어내어진 실행 프로그램 등을 저장한다. 또한, 메모리장치(45)는 ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등으로 이루어진다.
CPU(46)는 OS(Operating System) 등의 제어 프로그램 및 메모리장치(45)에 저장되어 있는 실행 프로그램에 기초하여, 각종 연산이나 각 하드웨어 구성부와의 데이터의 입출력 등 컴퓨터 전체의 처리를 제어하고, 자외선 방어 효과의 평가 등에서의 각 처리를 실현할 수 있다. 프로그램의 실행중에 필요한 각종 정보 등은 보조기억장치(44)로부터 취득할 수 있고, 또한 실행결과 등을 저장할 수도 있다.
네트워크 접속장치(47)는 통신 네트워크 등과 접속함으로써, 실행 프로그램을 통신 네트워크에 접속되어 있는 다른 단말기 등으로부터 취득하거나, 프로그램을 실행하여 얻어진 실행결과 또는 본발명에 따른 실행 프로그램 자체를 다른 단말기 등에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 하드웨어 구성에 의해 본발명에 따른 자외선 방어 효과의 평가처리를 실행할 수 있다. 또한, 프로그램을 인스톨함으로써, 범용 퍼스널컴퓨터 등으로 본발명에 따른 자외선 방어 효과의 평가처리를 용이하게 실현할 수 있다.
＜자외선 방어 효과의 평가처리 순서＞
다음으로, 본실시형태에 따른 자외선 방어 효과의 평가처리 순서에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 4는 본발명에 따른 자외선 방어 효과의 평가처리 순서의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타낸 평가처리에서는 먼저 광원 강도를 설정한다(S01). 한편, 광원 강도의 설정에서는, 구체적으로는 솔라 시뮬레이터(의사 태양광원)의 광량을 시판중인 라디오 미터(Solar Light사제 제품번호 3D－600이나 PMA－2100 등)를 이용하여 조정한다. 또한, 광원 강도로서는, 후술하는 바와 같이, 일정한 범위에서 「real－life SPF」의 예측값에 영향을 미치지 않으므로, 예를 들어, 인비보 SPF 측정의 현장에 준하여 약 0.5~15MED/min의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1~5MED/min의 범위이다.
다음으로, 참조 샘플(참조 시료)의 투과광을 계측한다(S02). 또한, 계측시의 구체적인 구성으로서는, 예를 들어, 피부대체막 등만의 블랭크인 경우, 글리세린 등의 자외선 흡수가 없는 소재를 피부대체막 등에 도포하는 경우, 임의의 참조 샘플이 도포되어 있는 경우 등을 들 수 있다. 여기서, 피부대체막으로서는, 시판되는 PMMA(Polymethyl methacrylate)판 (예를 들어, 50mm×50mm) 등을 사용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 나아가, PMMA판의 표면에는 산술평균 표면거침도(Sa값)가 0.01~400μm정도가 되도록, 샌드 블라스트 등의 가공을 해 두거나, 피부를 본뜬 형상 등으로 금형 성형되어 있는 것이 바람직하다.
이를 이용하여, 참조 샘플(글리세린)을, 예를 들어, 0.75mg/cm2가 되도록 칭량하고, 그 후, 예를 들어, 손가락 혹은 손가락 골무를 낀 손가락으로 PMMA판의 면내가 균일해지도록 1분 정도 도포한다. 한편, 구체적인 도포방법에 대해서는, 예를 들어, 본출원인에 의해 출원된 일본특허출원 제2009－081400호 등을 이용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 손가락 등을 사용하지 않고 피부대체막에 샘플을 도포하기 위한 도포장치를 사용해도 된다. 또한, 본실시형태에 있어서의 참조 샘플의 도포량은 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 도포하는 참조 샘플은 피부대체막뿐만 아니라 측정 시료의 경우의 블랭크로서 취급하기 위하여, 적어도 290~400nm의 파장영역에 있어서의 투과율이 50%이상의 액상물 등을 피부대체막 위에 도포하는 것이 바람직하다.
또한, 도포후에는 측정하기까지 소정의 건조 시간(예를 들어, 약 15분 정도)을 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 참조 샘플로서는 이른바 블랭크 측정으로서 피부대체막의 자외선 방어 효과를 예측하기 위하여 글리세린 등의 액상물 등을 도포해 사용하는 경우도 있지만, 인비보 SPF 측정에 준하여 표준 샘플(수치가 결정되어 있어, 매회 같은 값이 얻어지는 표준 샘플)로서 SPF4나 SPF15의 샘플을 사용하여도 된다. 즉, 소정의 파장영역에서의 투과광 계측을 실시할 때에, 미리 인비보 SPF값이 이미 알려진 임의의 샘플을 참조 샘플로서 사용하여도 된다. 이렇게 함으로써, 평가의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상술한 구성에 의한 S02에서의 샘플 투과광 계측의 구체예에 대해서는 후술한다.
다음으로, S02의 처리에 의해 얻어진 투과광 계측결과에 기초하여, 얻어진 경시적 변화에 있어서의 분광 투과 스펙트럼(경시적 스펙트럼)마다, 그 시간에 있어서의 홍반효과량에 대한 변환을 실시하고, 홍반효과량과 경과시간의 상관관계를 설정한다(S03). 구체적으로는, 예를 들어, 복수의 경시적 스펙트럼으로부터 얻어지는 홍반효과량과 경과시간의 관계로부터 상관식 등의 상관관계를 설정한다.
다음으로, S03의 처리에서 설정된 상관식 등의 상관관계에 기초하여, 소정 시간마다의 홍반효과량을 산출하고, 산출결과로부터 누적 홍반효과량과 경과시간의 상관관계를 설정한다(S04). 한편, S03, S04에서의 상관관계의 설정내용에 대해서는 후술한다.
또한, 상술한 S04에서 얻어진 누적 홍반효과량과 경과시간의 상관관계로부터 참조 샘플에 있어서의 rSPF 예측값을 산출한다(S05). 또한, S05의 처리에서는, 산출된 참조 샘플에 있어서의 rSPF 예측값을 이전에 측정한 인비트로 rSPF 예측값, 광원 강도 및 피부대체막에 도포된 시료 도포량중 적어도 하나를 이용하여 보정하여도 된다. 또한, S05의 처리에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 1에 나타낸 설정내용을 적용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 피부대체막에 시험 샘플(측정 샘플)을 도포하고, 시험 샘플의 투과광을 계측한다(S06). 또한, 구체적으로는, 상술한 참조 샘플과 마찬가지로 피부대체막에 시험 샘플이 도포되어 있다.
이를 이용하여, 예를 들어, 상술한 참조 샘플과 동등한 0.75mg/cm2가 되도록 시험 샘플을 칭량하고, 그 후, 예를 들어, 손가락 혹은 손가락 골무를 낀 손가락으로 PMMA판의 면내가 균일해지도록 1분 정도 도포한다. 또한, 손가락 등을 사용하지 않고 피부대체막에 샘플을 도포하기 위한 도포장치를 사용하여도 된다. 또한, 도포후에는 측정을 실시하기까지 소정의 건조 시간(예를 들어, 약 15분 정도)을 마련하는 것이 바람직하다. 한편, S06에서의 샘플의 투과광 계측의 구체예에 대해서는 후술한다. 또한, 시험 샘플의 도포량은 0.75mg/cm2에 한정되지 않고, 실생활 장면에 있어서의 이용조건의 도포량에 근거해 측정장치의 검출감도의 범위내에서 증감하여도 상관없다.
다음으로, S06의 처리에 의해 얻어진 투과광 계측결과에 기초하여, 얻어진 경시적 변화에 있어서의 분광 투과 스펙트럼(경시적 스펙트럼)마다, 그 시간에 있어서의 홍반효과량에 대한 변환을 실시하고, 홍반효과량과 경과시간의 상관관계를 설정한다(S07). 구체적으로는, 예를 들어 상술한 S03의 처리와 마찬가지로 복수의 경시적 스펙트럼으로부터 얻어지는 홍반효과량과 경과시간의 관계로부터 상관식 등의 상관관계를 설정한다.
다음으로, S07의 처리에서 설정된 상관식 등의 상관관계에 기초하여, 소정 시간마다의 홍반효과량을 산출하고, 산출결과로부터 누적 홍반효과량과 경과시간의 상관관계를 설정한다(S08). 한편, S07, S08에 있어서의 상관관계의 설정내용에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 1에 나타낸 설정내용을 적용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상술한 S08에서 얻어진 누적 홍반효과량과 경과시간의 상관관계로부터 시험 샘플에 있어서의 rSPF 예측값을 산출한다(S09). 또한, S09의 처리에서는, 상관관계로부터 시간적분한 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해 인비트로 rSPF 예측값을 산출한다.
또한, S09의 처리에서는, S05의 처리에 의해 얻어지는 인비트로 rSPF 예측값, 광원 강도 및 피부대체막에 도포된 시료 도포량중 적어도 하나를 이용하여 시험 샘플에 있어서의 rSPF 예측값을 보정하여도 된다. 한편, S09의 처리에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 1에 나타낸 설정내용을 적용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
또한, S09의 처리가 종료된 후, 산출된 결과나 보정된 결과 등에 기초하여 평가를 실시하고(S10), 그 평가결과 등을 출력수단(32)에 출력하기 위한 화면을 생성하고(S11), 생성한 화면을 출력수단(32)에 의해 출력한다(S12).
＜본실시형태에서 적용되는 광원에 대해＞
여기서, 본실시형태에서 적용되는 광원에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 도 5는 광원 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에서는 자연 태양광(Natural sunlight)과 SPF 시험용 인공 솔라 시뮬레이터(Artificial solar simulator)의 스펙트럼 분포의 차이를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5에서 가로축은 파장을 나타내고, 세로축은 상대강도를 나타내고 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 자연 태양광과 SPF 시험용 인공 솔라 시뮬레이터의 스펙트럼에는 실제로는 큰 차이가 있다. 따라서, 종래에는 실제 사용자의 실생활의 이용환경이라고 하는 조건에 근거한 자외선에 대한 방어 효과를 반영하고 있지 않았고, 따라서 소비자 보호의 관점 및 제품에 부수하는 정보로서의 면에서 결코 충분하다고 할 수 없었다. 그 때문에, 예를 들어, 지금까지의 인비트로 SPF 평가법 및 인비보 SPF 평가법으로 평가된 자외선 방어 효과의 수치를 상이한 조건으로 이용한 사용자가 햇?에 그을려 버릴 가능성도 있었다.
따라서, 본발명에서는 도 5에 나타낸 자연 태양광으로 나타낸 바와 같은 자외선, 가시광선, 적외선의 각 영역도 포함한 광원 스펙트럼을 이용하여 평가한다.
다음으로, 상술한 구성 및 평가순서에 의한 본실시형태에 있어서의 구체적인 평가내용에 대하여 설명한다.
＜시료(1)의 재료 및 방법에 대하여＞
여기서, 본실시형태에 따른 평가에 사용되는 시료(1)에 대하여 설명한다. 도 6은 시료의 예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 예에서는, 선스크린(선캐어 상품)에 대한 샘플 A, B의 2종류의 시료를 이용하여 평가한다. 또한, 후술하는 바와 같은 광안정성을 평가하고, 샘플 A는 광불안정한 시료이며, 샘플 B는 광안정한 시료이다.
또한, 도 7a~도 7c는 본실시형태에 따른 평가에서 사용되는 도포기판의 일부를 확대한 3차원 이미지 도(그 1~그 3)이다. 또한, 도 7a는 플렉시글래스(Plexiglas)이고, 도 7b는 헬리오플레이트(HELIOPLATE) HD6이고, 도 7c는 Skin－Mimicking Substrate(SMS)(피부를 본뜬 도포기판)이다. 또한, 도 7a~도 7c의 각 명칭의 하부의 [ ]안에는 각각의 도포기판의 추천 샘플 도포량을 나타내고 있다. 구체적으로는, 도 7a의 경우에는 0.75mg/cm2, 도 7b의 경우에는 1.30mg/cm2, 도 7c의 경우에는 2.00mg/cm2이다.
또한, 본실시형태에 있어서의 선스크린의 도포는 상술한 도 7a~도 7c 중, PMMA(polymethylmethacrylate) 플레이트의 거칠게 처리된 측에서 실시되었다. 여기서, 시판품인 플렉시글래스의 산술평균 표면거침도는 2μm, 크기는 약 50mm×50mm×2mm 정도이다. 또한, HELIOPLATE HD6의 산술평균 표면거침도는 6μm, 크기는 약 47mm×47mm×3mm 정도이다. 나아가, 피부의 표면 형상을 모방한 도포기판(SMS)은 금형 성형으로 얻어지고, 산술평균 표면거침도는 17μm, 크기는 약 50mm×50mm×0.8mm 정도이다. 또한, SMS는 피부의 표면형태를 단순화한 모델로서 피부 표면 프로파일을 재현하기 위해 개발된 것이다.
또한, 표면의 프로파일 측정은 3차원 공초점 현미경(HD100D, 레이저 텍주식회사제)을 이용해 실시되었다. 또한, 샘플의 도포량은 약 0.75mg/cm2로부터 약 2.00mg/cm2 정도까지의 범위내에서 샘플 A의 흡광도 스펙트럼의 변화를 측정함으로써 확인되었다.
또한, 샘플에 대한 선스크린의 도포는 손가락을 이용하여 도 7a~도 7c에 나타낸 각 플레이트 표면에 균일해지도록 발랐다. 또한, 선스크린 샘플 1품당 각각 3매의 플레이트를 이용하여 평가하였다.
＜인비보 SPF 평가＞
인비보 SPF 평가는, 예를 들어, 상술한 「International Sun Protection Factor Test Method, (C.O.L.I.P.A.－J.C.I.A.－C.T.F.A.S.A.－C.T.F.A.) , May 2006.」에 의해 측정되었다. 평가는 모두 2MED/min부근의 강도로 Multiport의 601－300W의 솔라 시뮬레이터(Solar Light사 (미국) 제품)를 사용하여 실시된다.
＜광안정성 평가＞
플레이트상의 선스크린 샘플에 의한 투과광 스펙트럼의 평가는 U－4100 분광 광도계(시마즈제작소주식회사 제품)를 이용해 실시하였다. 적절한 필터· 컴비네이션을 구비한 LC8 L9566 광원(하마마츠포토닉스주식회사 제품)은 인공 태양 시뮬레이터로서 사용되고, 광안정성 평가에 사용했다.
또한, 플레이트상의 선스크린 샘플은 광원으로 연속적으로 조사되고, 투과 스펙트럼은 광안정성을 평가하기 위해 연속적으로 모니터링된다.
UV 광원의 강도는 PMA－2100 방사계(Solar Light사(미국) 제품)를 사용하여, 0.05MED/min(0.105SED/min)로부터 4MED/min(8.4SED/min)까지의 범위에서 변경하였다. 또한, 광조사는 연속적으로 행해지고, 조사 및 투과 스펙트럼의 측정도 모두 같은 부위에서 행해졌다. 여기서, 광의 조사를 받아 급격히 광도가 저하하는 경우를 「광불안정한 샘플」이라고 평가하고, 흡광도가 일정한 경우를 「광안정한 샘플」이라고 평가하였다.
＜평가장치(10)를 사용한 투과 스펙트럼 측정＞
상술한 도 1에 나타낸 평가장치(10)를 이용하여 평가함에 있어, 인비보 SPF 측정법에서 사용되는 인공 태양 시뮬레이터를 시뮬레이팅하는 경우에 적절한 필터를 장비한 크세논 램프는 가변 광원으로서 사용되었다.
UV 광원의 강도는 PMA－2100 방사계로 2MED/min(4.2SED/min)(이는 인비보 SPF 시험에서 사용되는 강도와 동일함)으로 조절되었다. 이 시스템은 real-life SPF(rSPF)의 인비트로 평가를 위해 사용되었다.
＜인비트로 SPF 알고리즘＞
다음으로, 평가장치(10)를 이용하여 여러 가지 도포량으로 상술한 PMMA 기판에 도포된 선스린에 대해 290nm에서 400nm의 파장영역의 투과광 스펙트럼을 측정하였다. 또한, 방사중에 투과 스펙트럼으로부터 얻어진 양의 UV 광은 광열화 현상이 투과 측정에 의해 연속적으로 모니터링한 것과 동일한 장소에서 모니터링하였다.
상대 홍반효과량은 CIE－1987 홍반 작용 스펙트럼의 사용에 의해 투과광 스펙트럼으로부터 결정되었다. 또한, CREE(누적 상대 홍반효과량(즉, 홍반 작용 스펙트럼에 의해 누적한 홍반효과의 누적값))은 각 투과 스펙트럼에 근거한 상대 홍반효과량의 합계로서 결정되었다.
rSPF를 평가하기 위하여, 알고리즘의 엔드 포인트는 CREE가 1MED(2.1 SED)와 등가인 곳에 이른 시점에서 설정되었다. 또한, 이 값은 홍반반응을 인비보 SPF 측정법으로 평가할 때와 동일하다.
＜평가결과에 대하여＞
다음으로, 본실시형태에 따른 평가결과에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 이하에 나타낸 평가결과의 도면은 상술한 평가수단(37)에 의해 평가되고, 화면생성수단(38)에 의해 생성되고, 출력수단(32)에 의해 출력된 화면이다.
도 8은 파장과 광원 스펙트럼의 관계를 나타내는 도면이다. 즉, 도 8에서는 인공 태양 시뮬레이터, 의사 자연 태양광 및 자연 태양광(모두 360nm에서 표준화)의 스펙트럼의 비교를 나타내고 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 의사 자연 태양광 스펙트럼은 적절히 필터·컴비네이션을 조절함으로써 재현된다. 또한, 인공 태양 시뮬레이터의 스펙트럼은 UV영역의 태양광을 위한 %RCEE(누적 상대 홍반효과량)의 허용범위에 합치하도록 조절하였다. 또한, 인비보 SPF 시험에서 일반적으로 사용되는 인공 태양 시뮬레이터의 스펙트럼에 비해, 의사 자연 태양광 스펙트럼은 약 370nm(이는 자연 태양광 스펙트럼의 중요한 특성이다) 이상인 부분에 차이가 있으므로, 약 370nm이상의 파장을 제거하지 않고 평가에 사용하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다.
＜흡광도 스펙트럼에 대하여＞
여기서, 도 9는 평가결과에 있어서의 광열화를 설명하는 흡광도 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 9에서는 2MED/min에 있어서의 광원 강도로 의사 자연 태양광을 조사한 때의 광불안정한 샘플 A의 스펙트럼의 변화예를 나타내고 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 예를 들어, 파장 308nm와 파장 360nm의 어느 쪽에서도 흡광도의 저하를 보이고 있지만, 더 비교해보면 360nm에서는 더 큰 흡광도의 저하를 나타내고 있다. 즉, 이러한 평가결과에 의하면, 샘플 A에 포함되는 UVB 및 UVA 흡수제가 광조사하에서 광열화된다.
＜광열화의 다른 예＞
도 9에서는 광열화되는 자외선 흡수제로서 「Ethylhexyl methoxycinnamate」와 「Butyl methoxydibenzoyl methane」를 포함하는 경우의 예를 나타내었지만, 여기서 다른 예에 대하여도 구체적으로 설명한다. 도 10a, 도 10b는 본실시형태에 있어서의 광열화를 설명하기 위한 다른 예를 나타내는 도면(그 1, 그 2)이다. 여기서, 도 10a는 광열화되는 자외선 흡수제로서 「Ethylhexyl methoxycinnamate」를 포함하는 경우를 나타내고, 도 10b는 광열화되는 자외선 흡수제로서 「Butyl methoxydibenzoyl methane」를 포함하는 경우를 나타내고 있다. 도 9, 도 10a, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 각각의 흡수제에 대해 광열화의 특성이 상이하다.
즉, 선스크린 화장품 등에 배합되어 있는 유기계 자외선 흡수제중에는 자외선이 조사되면 광열화되는 현상을 일으키는 것이 있다. 광열화는 자외선 흡수제가 자외선을 받아 단순히 파괴되는 경우도 있는 반면, 이성화(異性化)하는 경우 등도 있어, 기본적으로는 본래의 자외선 방어능이 저하하는 현상이다.
광열화 현상을 일으키는 대표적인 자외선 흡수제(괄호안은 흡수 극대 파장을 나타낸다)로서는, (1) Ethylhexyl methoxycinnamate(308nm)와, (2) Butyl methoxydibenzoyl methane(360nm)를 들 수 있다. 또한, 자외선의 조사를 받아 광열화되는 패턴중, 상기 (1)과 (2)를 각각 도 10a와 도 10b에 나타내고, 상기 (1)과 (2)의 양쪽을 포함하는 것을 도 9에 나타낸다.
각각의 예에 나타난 바와 같이, 자외선이 조사되면 각각의 자외선 흡수제의 흡수 극대 파장 부근을 중심으로, 흡광도(Absorbance)의 저하, 즉 자외선 방어 효과의 저하를 발견할 수 있다. 또한, 상술한 (1) 및 (2)이외의 광열화 현상을 일으키는 자외선 흡수제가 포함되는 경우에는 더욱 상이한 열화 패턴이 나타난다.
다음으로, 도 11은 인공 태양 시뮬레이터와 의사 자연 태양광에 의해 조사된 경우에 있어서, 광불안정한 샘플 A의 360nm에서의 흡광도의 저하비율의 차이를 나타내는 도면이다.
도 11은 2MED/min의 광원 강도로 광불안정한 샘플 A가 인공 태양 시뮬레이터와 의사 자연 태양광에 의해 조사된 경우에 있어 흡광도 저하에 차이가 있다는 것을 나타낸다. 양쪽 모두에서 현저한 광열화 현상을 볼 수 있지만, 인공 태양 시뮬레이터에 비해 의사 자연 태양광이 더욱 현저한 광열화를 나타내고 있다. 이 결과는 샘플의 광열화 현상이 광원의 스펙트럼의 형상에 의존한다는 것을 나타낸다.
나아가, 상이한 3종의 도포기판을 이용해 선스크린의 광안정성을 확인하였다. 이들 테스트는 각 도포기판의 추천된 샘플 도포량으로 실시하였다. 따라서, SMS, HD6 및 플렉시글래스 위의 샘플 도포량은 각각 약 2.00mg/cm2, 약 1.30mg/cm2 및 약 0.75mg/cm2 였다. 상술한 도 9에 나타낸 바와 같이, 광불안정한 샘플 A는 약 308nm 및 360nm에 2개의 주요한 흡수 극대 파장(그에 포함된 UV흡수제의 특성이다)을 갖는다.
여기서, 도 12a~도 12c는 의사 자연 태양광에 의해 광불안정한 샘플 A가 3종의 시료 도포기판에서 광열화를 일으킨 결과를 나타내는 도면(그 1~그 3)이다. 또한, 도 12a~도 12c는 3개의 플레이트 기판(도 12a가 SMS, 도 12b가 HD6, 도 12c가 플렉시글래스)상의 샘플 A의 광열화 현상에 대한 조사강도의 영향을 나타내고 있다. 또한, 도 12a~도 12c중의 에러 바는 표준편차를 나타내고 있다.
또한, 도 12a에서의 플레이트 거침도는 약 17μm, 샘플 도포량은 약 2.00mg/cm2이며, 도 12b에서의 플레이트 거침도는 약 6μm, 샘플 도포량은 약 1.30mg/cm2이며, 도 12c에서의 플레이트 거침도는 약 2μm, 샘플 도포량은 약 0.75mg/cm2이다.
샘플의 광열화 현상은 사용된 기판의 종류 및 선스크린의 도포량에 의존하고, 샘플 도포량이 가장 작은 플렉시글래스의 경우에 흡광도 변화의 비율(광열화 후/광열화 전)이 가장 현저하였다.
즉, 도 12a~도 12c에서는 플레이트(도포량도 상이하다)에 의존하여, 광열화 현상도 상이하다는 것을 알 수 있다.
나아가, 광열화 현상은 어느 도포기판의 경우에도 1MED/min로부터 4MED/min의 강도범위에서 유사하였다. 이런 점에서. 이 강도범위에서 샘플 A로서 광상반칙이 성립하고 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 13은 SMS에 있어서의 0.05MED/min(한여름의 일본에서의 실제 태양광 강도의 정도)로부터 4MED/min까지의 강도로 샘플 A의 광열화 거동의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 샘플 A의 광열화의 거동을 한여름의 일본에서의 실제 태양광 강도의 정도인 0.05MED/min의 강도에서도 확인하였더니, 1~4MED/min때와 동일한 거동을 나타내었다. 이는 이 강도범위에서 샘플 A의 광상반칙이 확인된 것을 의미한다.
즉, 본실시형태에서는 인비트로 rSPF를 평가할 때의 광원 강도는 0.05~4MED/min 중 어느 것을 이용하여도 예측값에 변함이 없으므로, 예를 들어, 강도를 높게 함으로써 측정시간을 단축할 수 있다. 도 13에 의하면, 실제의 태양광의 강도(0.05MED/min)에서의 인비트로 rSPF값을 강한 광 강도를 이용해 실시하여도 올바르게 예측할 수 있다.
다음으로, 도 14는 SMS에 상이한 샘플 도포량을 적용한 때의 광불안정한 샘플 A의 360nm에서의 흡광도 저하의 차이를 나타내는 도면이다. 또한, 도 14에서 에러 바는 표준편차를 나타내고 있다. 도 14에서는 상술한 샘플 도포기판으로서 SMS를 이용하여, 광열화 현상의 광조사 전후의 360nm에서의 흡광도의 변화율에 대한 도포량의 영향을 검토하였다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 광열화 현상은 샘플 도포량에 의존하고 있다. 즉, 광열화 현상에 영향을 미친다고 생각되는 평가요인은 광원 스펙트럼, 샘플 도포기판 및 샘플 도포량이며, 인비트로 rSPF 평가를 실시함에 있어 이들을 고려하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다.
＜각 샘플 도포기판을 사용한 도포 재현성의 평가＞
다음으로, 각 샘플 도포기판을 사용한 도포 재현성의 비교실험에 대하여 설명한다. 여기서, 도 15a, 도 15b는 샘플 A를 여러가지 도포량으로 3개의 도포기판에 도포한 때의 재현성을 308nm에서의 흡광도로 평가한 일례를 나타내는 도면(그 1, 그 2)이다. 또한, 도 15a, 도 15b에 나타낸 에러 바는 표준편차를 나타내고 있다.
여기서, 실험은 선스크린 샘플의 rSPF의 평가용으로 최적인 도포기판을 선정하기 위해서 실시되었다. 또한, 상기한 목적을 위하여, 흡광도는 3개의 상이한 도포기판을 이용하여 각각 3회 측정되었다.
도 15a, 도 15b에 나타낸 바와 같이, SMS는 도포 재현성이 높고, 사용자의 실제 도포량으로도 상정되는 0.75mg/cm2로부터 2.00mg/cm2까지 넓은 범위의 샘플 도포량을 가능하게 한 점에서, 최적인 특성을 나타내어, 도포기판으로 선정하였다. 또한, 도포기판마다 상이한 추천 도포량으로 측정한 때의 샘플의 흡광도(SMS：2.00mg/cm2, HD6：1.30mg/cm2, 플렉시글래스：0.75mg/cm2)는 거의 동일하였다.
＜인비트로 SPF 평가＞
도 16a, 도 16b는 광불안정한 샘플 A 및 광안정한 샘플 B에 대해 상이한 도포량에서의 인비트로 SPF값에 대한 광원의 영향을 설명하기 위한 도면(그 1, 그 2)이다.
또한, 도 16a에 나타낸 샘플 A의 인비보 SPF값은 8.5±1.2를 나타내고, 도 16b에 나타낸 샘플 B의 인비보 SPF값은 31.5±3.7을 나타내고 있다. 또, 도 16a, 도 16b중의 에러 바는 표준편차를 나타내고 있다.
광안정한 샘플의 인비트로 SPF값에 대한 도포량 및 광원의 영향에 대해 샘플 A, B를 이용하여 평가했더니, 도포기판으로 SMS를 사용함으로써 실사용에서의 도포량을 재현하는 0.50mg/cm2로부터 2.00mg/cm2의 조건에서, 인비트로 SPF값은 예측할 수 있었다. 도 16a, 도 16b에 나타낸 바와 같이, 그 인비트로 SPF값은 샘플의 도포량에 의존한다.
또한, 인공 태양 시뮬레이터를 광원(인비보 SPF 평가를 위해 사용되는 것)으로서 사용한 때에, SMS에 2.00mg/cm2의 도포량을 사용함으로써 샘플 A 및 B의 모두에서 그들의 인비보 SPF값와 등가인 값을 나타내었다. 한편, 상이한 광원 스펙트럼을 사용하여 상이한 결과를 얻을 수 있었다.
즉, 광불안정한 샘플 A에 대해 인비트로 SPF값을 구할 때 광원으로서 의사 자연 태양광을 사용하면, 인공 태양 시뮬레이터를 사용해 얻어진 결과보다 낮았다. 또한, 이들 결과는 도 11에 나타낸 것과 동일한 경향을 나타내었다. 즉, 의사 자연 태양광을 사용하면 광열화가 가속된다는 것을 의미한다. 한편, 광안정한 샘플 B는 광원의 영향을 받지 않으므로, 상이한 광원(도 16b)을 이용하여도 같은 인비트로 SPF값을 나타내었다.
＜상이한 샘플 기제를 사용한 결과에 대하여＞
여기서, 상술한 상이한 샘플 기제를 사용한 결과에 대하여 설명한다. 도 17은 3종의 샘플 기제를 이용해 3개의 상이한 부위에서 인비트로 rSPF값을 구한 결과를 설명하기 위한 도표이다. 또한, 도 17에서는 A, B, C의 3개의 패널에 대해, 도포 부위를 볼, 팔, 등으로 하여 계측한 결과를 나타내고 있다. 또한, 도 17에 나타낸 「실제의 평균 도포량」은 각각 약 5cm×5cm의 도포 부위에 대해 실제로 샘플을 도포한 때의 도포량의 5회의 평균으로 하였다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 본실시형태에서 사용되는 샘플(X, Y, Z)에 대해서는, 실제의 이용조건에 근사하도록, 예를 들어, 피부에 가까운 도포막으로서 피부의 평균 거침도 데이터에 기초하여 설정할 수도 있다.
또한, 본실시형태에서는 피부 레플리카의 형상을 근거로 단순화한 표면 프로파일을 갖는 플레이트를 이용하여, 「실제로 도포하는 샘플량」을 평가시의 도포량으로서 실제의 사용자가 일상생활에 실시하는 「샘플도포방법」에 따라 샘플을 도포함으로써, 실제 태양광하에서의 자외선 방어 효과를 수치로 예측할 수 있다.
즉, 상술한 본실시형태에 있어서는, 예를 들어, SMS를 설계한 등부위 등, 특정 부위에 근거한 피부의 표면 거침도를 사용할 수 있지만, 본발명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 대상이 되는 측정부위(예를 들어, 볼, 팔, 등 등) 에 따라 피부의 표면 거침도가 상이하므로, 대상이 되는 측정부위에 기초하여 표면 거침도 값을 적절히 설정할 수도 있다.
예를 들어, 사람의 피부의 거침도에는 SMS를 설계한 등부위(거침도가 약 17μm정도)이외에도, 선스크린을 도포하는 부위에는 볼(거침도가 약 9미크론 정도)이나, 목(거침도가 약 25미크론 정도)이 있다는 점에서, 도포하는 피부 부위의 거침도에 따라 도포 플레이트도 여러 가지를 선택해 이용할 수 있다. 이로써, 그 부위의 rSPF값을 보다 높은 정밀도로 예측할 수 있다.
즉, 샘플을 어느 거침도의 부위에 대해, 어느 정도의 도포량으로 도포할지가, 예측값 산출에 중요한 팩터의 하나이며, 본실시형태에서는 이러한 정보에 기초하여 물리계측함으로써, 개개의 부위별로 높은 정밀도로 자외선 방어 효과를 예측할 수 있게 된다.
＜평가결과의 통계＞
지금까지 인비보 SPF 측정법으로서 표준화된 SPF 프로토콜은 상술한 현재의 국제적인 SPF 테스트 방법에 나타낸 바와 같이 이미 존재하였고, 그 인비보 SPF 시험법은 그를 기준으로 오랫동안 실시되고 있었다. 그러나, 상술한 표준화된 수법은, 예를 들어, 광원이 가시광선이나 적외선을 포함하는 자연 태양광은 아니고, 가시광선이나 적외선을 컷한 자연 태양광과 크게 상이한 태양광 시뮬레이터이다.
사용자의 실제 이용환경이나 이용조건에 근거한 평가는 사람을 피험자로서 하면 태양광에 조사되는 시간이 상당히 소요되어 현실적이지 않다는 점에서, 지금까지 그에 대한 충분한 실험사실이나 보고예가 없다. 따라서, 본실시형태를 적용함으로써, 피험자를 이용하지 않고 물성계측에 의해 rSPF를 예측가능한, 신뢰할 수 있는 인비트로 평가방법을 제안할 수 있다.
즉, 본실시형태에 의하면, 광불안정한 샘플 A의 스펙트럼의 변화는 광원의 스펙트럼 형상에 의해 영향을 받아, 이는 370nm이상의 파장이 광불안정한 샘플의 광열화 현상에 영향을 미친다고 생각되었다. 또한, 광안정성의 평가를 고려하여, 투과 스펙트럼을 연속으로 측정하는 알고리즘을 사용함으로써, 선스크린 샘플의 광안정성에 상관없이 인비트로로 rSPF를 정확하게 예측할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본실시형태에 의하면 도 12a~도 12c 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 광불안정성은 도포량에 의존하고, 도포량이 적을수록 샘플 B의 광열화 현상이 보다 가속되었다. 이는 샘플의 자외선 방어 효과의 평가에 광열화 현상이 큰 영향을 미치는 것을 의미한다. 또한, 정확히 자외선 방어 효과를 평가하기 위해, 샘플의 광안정성을 고려할 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 본실시형태에서는 도포량의 허용범위 및 도포 재현성의 고저의 관점에서 보면, 피부의 거침도와 등가인 높은 거침도를 구비한 SMS(PMMA)가 인비트로 rSPF의 결정(도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b)을 위해 사용되는 최선의 기판이라는 것을 알 수 있었다.
나아가, 1.00mg/cm2의 도포량으로 태양광 시뮬레이터를 사용해 얻어진 광불안정한 샘플 A의 인비트로 rSPF가 인비보 SPF값의 절반 미만이었던 것을 주목할 필요가 있다. 상술한 바와 같이, 선스크린의 전형적인 도포량이 존재하고, 일반적으로는 0.50~1.50mg/cm2로 인정되고 있다. 따라서, 선스크린제 등에 라벨링된 SPF값은 2.00mg/cm2의 도포량을 사용해 얻어진 값에 기초하고 있다는 것을 감안하면, 그 SPF값이 실생활의 이용조건이나 이용환경에서의 자외선 방어의 절대값적인 척도가 아니므로, 주의가 필요하다는 것을 알 수 있다. 그래서, 상술한 본실시형태 등에서 나타난 지견에 근거하면, 자외선 방어의 실제적인 수단으로서 「rSPF」를 사용하는 것이 필요하다는 것이 시사되어 있다. 이와 같이, 소비자가 실제로 조사되는 태양광이나 샘플 도포량을 반영하는 조건하에서 rSPF값을 예측하는 것이 소비자 보호의 관점에서도 불가결하다. 또한, 상술한 평가결과에서 얻어진 rSPF를 위한 평가조건은 다음과 같다.
1. 사용자에 의한 통상적인 샘플 도포량을 평가한다.
2. 피부를 본뜬 도포기판(SMS)에 상기 1에서 결정한 샘플 도포량을 적용한다.
3. 다음의 측정조건하에서 인비트로 rSPF값을 측정한다.
(1) 광원 스펙트럼으로는 의사 자연 태양광을 사용한다.
(2) 광원 강도는 1~4MED/min으로 한다.
(3) 알고리즘의 엔드 포인트는 누적 홍반효과량이 1MED(최소 홍반량)(즉, 인비보 SPF 평가법에서의 홍반반응의 판정에 맞춘다)와 등가인 양에 이르는 시점에서 설정된다.
또한, 상술한 바와 같이, 본실시형태에서의 광원 강도는 약 0.001~20.0MED/min 정도로 하고, 샘플 도포량은 약 0.01~10.0mg/cm2 정도로 하고, 도포 플레이트의 산술평균 거침도(Sa값)는 약 0.01~400μm정도로 하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본발명에 의하면 실생활 장면에서 조사되는 자외선 환경이나 이용조건에 대한 자외선 방어 효과를 높은 정밀도로 평가할 수 있다. 또한, 고감도 평가장치를 사용함으로써 광열화 현상을 인비트로 rSPF값의 예측에도 반영할 수 있다. 나아가, 인비트로 rSPF 평가법은 피부를 본뜬 표면 형상을 갖는 의사 피부대체막(SMS)의 위에 선스크린제 등을 실제 도포량으로 도포한 때의 피부상에서의 자외선 노출을 리얼하게 재현할 수 있다.
지금까지 본발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 서술하였지만, 본발명은 관계되는 특정 실시형태로 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위에 기재된 본발명의 요지의 범위내에서 여러 가지의 변형, 변경이 가능하다.
본국제출원은 2010년 9월 17일에 출원된 일본특허출원 제2010－209818호에 근거한 우선권을 주장하는 것으로서, 상기 일본특허출원 제2010－209818호의 모든 내용을 본국제출원에 원용한다.
1 시료
10 평가장치
11 광원
12 전원공급수단
13 필터
14 광화이버
15 적분구
16 스테이지
17 스테이지 구동수단
18 옵티컬 쵸퍼
19 모노크로메터(분광수단)
20 UV－PMT(광검출수단)
21 PMT 전압 컨트롤러
22 신호증폭수단(Amp)
23 PC
31 입력수단
32 출력수단
33 축적수단
34 경시적 변화 측정수단
35 상관관계 설정수단
36 SPF 예측값 산출수단
37 평가수단
38 화면생성수단
39 제어수단
41 입력장치
42 출력장치
43 드라이브장치
44 보조기억장치
45 메모리장치
46 CPU
47 네트워크 접속장치
48 기록매체

Claims (12)

  1. 도포대상부재에 도포된 측정 시료의 자외선 방어 효과를 평가하는 평가방법에 있어서,
    미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 200~1000nm의 파장영역을 갖는 광원으로부터의 광조사에 대해, 소정의 필터를 사용하여 실제 태양광 스팩트럼 파형의 형상에 근사시켜, 근사시킨 파형의 소정의 파장영역에서의 상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정의 파장 간격으로 측정하는 제 1 단계와,
    상기 제 1 단계에 의해 얻어지는 상기 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화에 근거하여, 광조사 시간과, 상기 측정 시료의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정하는 제 2 단계와,
    상기 제 2 단계에 의해 얻어지는 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해, 상기 측정 시료에 있어서의 실생활의 이용조건 및 실생활의 이용환경에서 조사되는 태양광원에 포함되는 자외선에 대한 방어효과를 나타내는 인비트로 rSPF 예측값을 산출하는 제 3 단계를 포함하고,
    상기 실생활의 이용조건으로서, 상기 측정 시료의 도포량의 범위를 0.01~10.0mg/cm2로 하고, 상기 도포대상부재의 산술평균 거침도(Sa값)의 범위를 0.01~400μm로 하고,
    상기 실생활의 이용환경으로서, 상기 광조사되는 광원의 강도범위를 0.001~20.0MED/min으로 하는 것을 특징으로 하는 평가방법.
  2. 도포대상부재에 도포된 측정 시료의 자외선 방어 효과를 평가하는 평가장치에 있어서,
    미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 200~1000nm의 파장영역을 갖는 광원으로부터의 광조사에 대해, 소정의 필터를 사용하여 실제 태양광 스팩트럼 파형의 형상에 근사시켜, 근사시킨 파형의 소정의 파장영역에서의 상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정의 파장 간격으로 측정하는 경시적 변화 측정수단과,
    상기 경시적 변화 측정수단에 의해 얻어지는 상기 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화에 근거하여, 광조사 시간과, 상기 측정 시료의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정하는 상관관계 설정수단과,
    상기 상관관계 설정수단에 의해 얻어지는 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해, 상기 측정 시료에 있어서의 실생활의 이용조건 및 실생활의 이용환경에서 조사되는 태양광원에 포함되는 자외선에 대한 방어효과를 나타내는 인비트로rSPF 예측값을 산출하는 SPF 예측값 산출수단을 구비하고,
    상기 실생활의 이용조건으로서, 상기 측정 시료의 도포량의 범위를 0.01~10.0mg/cm2로 하고, 상기 도포대상부재의 산술평균 거침도(Sa값)의 범위를 0.01~400μm로 하고,
    상기 실생활의 이용환경으로서, 상기 광조사되는 광원의 강도범위를 0.001~20.0MED/min으로 하는 것을 특징으로 하는 평가장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 경시적 변화 측정수단은
    임의의 시간 간격으로 경시적 변화에 있어서의 분광 투과 스펙트럼을 측정하는 것을 특징으로 하는 평가장치.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 경시적 변화 측정수단은
    상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 광열화에 의한 경시적 변화를 측정하는 것을 특징으로 하는 기재된 평가장치.
  5. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 SPF 예측값 산출수단은
    상기 상관관계 설정수단에 의해 얻어지는 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해, 상기 측정 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 산출하고, 또한, 미리 설정된 참조 시료로부터 얻어지는 상기 참조 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값, 광원 강도 및 피부대체막에 도포된 시료 도포량중 적어도 하나의 데이터를 이용하여, 상기 측정 시료에 있어서의 인비트로 rSPF 예측값을 보정하는 것을 특징으로 하는 평가장치.
  6. 도포대상부재에 도포된 측정 시료의 자외선 방어 효과를 평가하는 평가 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 있어서,
    컴퓨터에,
    미리 설정된 광조사 조건에 의한 자외선, 가시광선, 적외선을 포함하는 200~1000nm의 파장영역을 갖는 광원으로부터의 광조사에 대해, 소정의 필터를 사용하여 실제 태양광 스팩트럼 파형의 형상에 근사시켜, 근사시킨 파형의 소정의 파장영역에서의상기 측정 시료의 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화를 소정의 파장 간격으로 측정하는 제 1 단계,
    상기 제 1 단계에 의해 얻어지는 상기 분광 투과 스펙트럼의 경시적 변화에 근거하여, 광조사 시간과, 상기 측정 시료의 홍반효과량을 1MED당 홍반효과량으로 나누어 얻어지는 소정 시간 단위의 홍반효과량의 상관관계를 설정하는 제 2 단계,
    상기 제 2 단계에 의해 얻어지는 상기 상관관계로부터 시간적분한 누적 홍반효과량이 1MED에 도달할 때까지의 시간에 의해, 상기 측정 시료에 있어서의 실생활의 이용조건 및 실생활의 이용환경에서 조사되는 태양광원에 포함되는 자외선에 대한 방어효과를 나타내는 인비트로 rSPF 예측값을 산출하는 제 3 단계를 실행시키기 위한 평가 프로그램이 기록되고,
    상기 실생활의 이용조건으로서, 상기 측정 시료의 도포량의 범위를 0.01~10.0mg/cm2로 하고, 상기 도포대상부재의 산술평균 거침도(Sa값)의 범위를 0.01~400μm로 하고,
    상기 실생활의 이용환경으로서, 상기 광조사되는 광원의 강도범위를 0.001~20.0MED/min으로 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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