KR101944956B1 - 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유 및 그의 제조방법 Download PDF

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이승신
권세윤
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 (a) 에센셜 오일을 포함하는 유상층, 친수성 고분자를 포함하는 수용액인 수상층, 및 계면활성제를 혼합하여 에멀젼을 제조하는 단계; 및 (b) 에멀젼을 전기방사하여 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법 에 관한 것이다. 이에 의하여, 연속적인 코어를 형성하고 고분자 쉬스가 코어를 감싸는 복합섬유를 매우 단순한 공정으로 제조하여 비용을 절감할 수 있고, 에센셜 오일의 방출거동을 제어하여 항균, 항염 기능성을 극대화할 수 있다.

Description

에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유 및 그의 제조방법{NANOCOMPOSITE FIBER COMPRISING ESSENTIAL OIL AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항균, 항염 기능성의 에센셜 오일이 서방형으로 방출될 수 있는 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 환경 문제에 대한 사회적 우려가 증가함에 따라 친환경적이고 인체친화적인 섬유제품개발이 주목받고 있다. 항생제의 오남용에 대한 문제점이 지적되면서 이를 대체하기에 충분한 항균성능을 지닌 천연 추출물의 항균 활성에 대한 연구가 활발하며(하유미 외, 2008), 인체친화적이고 안전한 천연물질과 천연추출물을 함유한 소재들이 항균제품으로 개발되고 있다(경규선, 고성혁, 2014). 섬유 항균 가공분야에서는 천연 추출물을 이용한 항균가공이 주목받고 있다(김의화, 김영운, 2010). 항균성을 지닌 섬유에 대한 소비가 증가함에 따라 솔잎, 피톤치드, 티트리 오일, 장미, 레몬 등 천연 추출물을 함유한 섬유에 관한 연구가 증가하고 있다(이혜란 외, 2003; Hindi & Chabuck, 2013).
에센셜 오일(essential oil)은 식물의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리 등으로부터 얻어지는 휘발성 오일로, 많은 에센셜 오일들이 항산화 및 항염성능을 지닌다. 에센셜 오일은 주로 테르펜(terpene)계 화합물과 혼합물을 이루며, 그 작용기에 따라 알코올, 알데히드, 케톤, 에테르, 에스테르 등으로 나눌 수 있다. 에센셜 오일의 항균 성능은 주로 테르펜계 화합물과 알코올계 화합물들의 상호작용으로 효능을 나타내 코스메틱 분야뿐 아니라 제약 분야에서도 주목받고 있다.
한편, 여드름은 여드름 유발균인 프로피오니박테륨 아크네(Propionibacterium acnes)에 의해 발생하는데 이와 같은 여드름의 발생 원인을 억제함으로써 치료할 수 있다. 여드름 치료방법으로는 대부분 항생제를 먹거나 바르는 것으로 이를 치료하고 있다. 그러나 일반적으로 여드름의 약물치료법에서 생기는 문제점은 항생제에 대한 프로피오니박테륨 아크네(Propionibacterium acnes)의 내성이 점차 증가한다는 점이고, 경구용으로 처방되는 이소트레티노인(isotretinoin) 약물을 쓸 수 없는 금기 환자의 경우 약물 사용이 제한되어 환자가 복용할 수 없는 경우도 많아 이를 해결할 새로운 치료방법이 필요한 실정이다(James, 2005; Pollock et al., 2004; Ross et al.,2003). 이에 대한 해결책으로 천연 물질과 친환경적인 고분자를 사용하여 약물을 복용하지 않고 피부에 부착하는 필름 형태의 여드름용 패치에 대한 연구가 보고된 바 있다(Bai & Hsueh, 2015). 티트리 오일은 여드름 유발균인 프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes)와 황색포도상구균(Staphylococcus aureus) 등에 대해 항균성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다(Carson et al., 1995; Pazyar, 2013;Von Rudloff, 1975; Yang et al., 2011).
선행연구(Sanchez-Navarro et al., 2012)에서는 티트리 오일을 함유한 melamine-formaldehyde 나노캡슐을 제조하는 방법을 도출하고 항균성능을 가진 풋웨어(footwear)로 활용하고자 하였다. 하지만 포름알데하이드 기반의 레진이 포름알데하이드 기체를 방출하여, 이에 노출 시 폐결핵, 눈 염증 등 인체에 다양한 이상 증상을 유발할 수 있다. 생체 내(in vivo) 독성 실험을 통해 실험용 마우스(mouse)와 랫드(rat)가 포름알데하이드에 장시간 노출되었을 때 비강암(nasal cavity cancer)이 발생하여, 상처 난 피부와 직접적으로 닿는 부분에 멜라민-포름알데하이드를 사용할 경우 인체에 유해할 수 있다는 문제점이 제기된 바 있다(Kim & Kim, 2005).
또한, 종래 천연 추출물을 함유하는 나노섬유제조기술에서는 물이나 유기용매를 추출원료에 혼합한 후 가온, 가압에 의해 유효성분을 추출, 농축하여 고상의 추출물로 얻어진 식물성 천연 추출물 또는 식물성 천연 정유를 사용하였으며, 제조된 나노섬유 내에 천연 추출물 또는 천연 정유의 위치를 특정짓지 않고, 천연 추출물 또는 천연 정유가 섬유 내에 분산된 형태일 수 있다. 실시예로, 분쇄한 측백나무와 편백나무 잎을 메탄올 등 유기용매로 추출하여 추출용액으로부터 고형분의 추출물을 얻어 고분자, 유기용매와 혼합하여 전기방사를 실시하여 나노섬유를 제조하는 기술이 소개되어 있다. 그러나, 종래 기술은 방사용액으로 유기용매를 사용하여 환경에 유해할 수 있고, 방출되어야 하는 기능성 물질의 위치가 특정되지 않으므로 방출거동의 제어가 어려워 기능성을 극대화할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 기능성 성분인 에센셜 오일의 방출거동을 제어하여 항균, 항염증 등의 다양한 기능성을 극대화하고, 인체에 안전한 섬유, 텍스타일을 제조함으로써 다양한 메디컬 재료로 적용할 수 있고, 친환경적인 소재의 개발이 필요하다.
한국등록특허 제10-1072476호 미국공개특허 제2015-0308015호
본 발명의 목적은 에센셜 오일, 친수성 고분자, 증류수를 혼합한 에멀젼을 전기방사하여 에멀젼의 연속된 연신과 증발에 의해 유상층의 에센셜 오일이 섬유 내부로 이동하여 병합되면서 연속적인 코어를 형성하고 고분자 쉬스가 코어를 감싸는 복합섬유를 매우 단순한 공정으로 제조하여 비용을 절감하고, 용매로 물을 사용함으로써 친환경적인 에센셜 오일을 함유하는 코어/시스(core/sheath)형 복합나노섬유의 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 에센셜 오일의 방출거동을 제어하여 지속적으로 방출되도록 함으로써 항균, 항염 등의 기능성을 극대화할 수 있는 에센셜 오일을 함유하는 코어/시스(core/sheath)형 복합나노섬유를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
(a) 에센셜 오일을 포함하는 유상층, 친수성 고분자를 포함하는 수용액인 수상층, 및 계면활성제를 혼합하여 에멀젼을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 에멀젼을 전기방사하여 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 제조하는 단계;를 포함하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법이 제공된다.
단계 (a)에서, 상기 에멀젼은 물 100중량부에 대하여, 에센셜 오일 3 내지 7.5중량부; 친수성 고분자 11 내지 19중량부; 및 계면활성제 0.6 내지 2.0중량부;를 포함할 수 있다.
단계 (b) 이후, (c) 상기 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 건조시키는 단계;를 추가로 수행할 수 있다.
(d) 단계 (c)에서 건조시킨 복합나노섬유를 열처리하여 상기 친수성 고분자를 가교처리하는 단계;를 추가로 수행할 수 있다.
상기 열처리는 150 내지 195℃에서 30초 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
상기 계면활성제는 HLB(hydrophilic-lipophilic-balance) 지수가 9 내지 18인 것일 수 있다.
상기 에멀젼은 O/W(oil-in-water)형 에멀젼일 수 있다.
상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA), 폴리메타크릴산(PMAA), 셀룰로스계 고분자, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 친수성 고분자는 생분해성 고분자일 수 있다.
상기 전기방사는 단일 노즐이 장착된 전기방사기를 이용하여 수행할 수 있다.
상기 전기방사는 0.2 내지 3.6㎖/hr의 용액공급속도에서 22 내지 27의 니들 게이지로 수행될 수 있다.
상기 전기방사는 21 내지 29kV의 전압에서 14 내지 22cm의 방사거리를 유지하면서 수행될 수 있다.
상기 복합나노섬유의 코어(core)는 분리되어 분포하는 에센셜 오일이 섬유의 연신 및 증발에 따라 연속적인 상으로 형성될 수 있다.
상기 에센셜 오일은 티트리 오일, 팔마로사 오일, 달맞이 꽃 오일, 및 라벤더 오일 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA)이고, 상기 에센셜 오일은 티트리 오일이며, 상기 에멀젼은 물 100 중량부를 기준으로 상기 친수성 고분자 9 내지 15 중량부, 상기 에센셜 오일 3 내지 6 중량부, 상기 계면활성제 0.7 내지 1.1 중량부를 포함하고, 상기 전기 방사는 0.8 내지 2.8 ㎖/hr의 용액 공급 속도, 23 내지 25의 니들 게이지, 24 내지 26 kV의 전압, 20 내지 22 cm의 방사거리를 유지하면서 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면,
상술한 방법에 따라 제조되고, 에센셜 오일을 포함하는 섬유형의 코어(core); 및 상기 코어를 둘러쌈으로써 봉입하는 친수성 고분자 시스(sheath);를 포함하는 이중구조의 코어/시스(core/sheath)형인, 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유가 제공된다.
상기 복합나노섬유의 직경은 150　내지 400nm 일 수 있다.
상기 섬유형 코어의 직경은 50 내지 300nm 일 수 있다.
상기 코어의 에센셜 오일은 시스를 통해 서방형으로 방출될 수 있다.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면,
상기 복합나노섬유를 포함하는 에센셜 오일을 함유하는 나노텍스타일이 제공된다.
상기 나노텍스타일은 웹(web), 직물 및 편물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 나노텍스타일은 항균, 항염, 곰팡이 제거, 여드름, 무좀, 사마귀, 피부진정 및 화상치료용 기능성 시트로 사용될 수 있다.
본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 코어/시스(core/sheath)형 복합나노섬유의 제조방법은 에센셜 오일, 친수성 고분자, 증류수를 혼합한 에멀젼을 전기방사하여 에멀젼의 연속된 연신과 증발에 의해 유상층의 에센셜 오일이 섬유 내부로 이동하여 병합되면서 연속적인 코어를 형성하고 고분자 쉬스가 코어를 감싸는 복합섬유를 매우 단순한 공정으로 제조하여 비용을 절감할 수 있다. 또한, 용매로 물을 사용함으로써 친환경적일 수 있다.
또한, 본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 코어/시스(core/sheath)형 복합나노섬유는 에센셜 오일의 방출거동을 제어하여 지속적으로 방출되도록 함으로써 항균, 항염 등의 기능성을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 포함되는 유상과 수상의 에멀젼화를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조를 나타낸 개략도이다.
도 3은 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 복합나노섬유의 SEM 이미지이다.
도 4는 실시예 5에 따라 제조된 복합나노섬유의 SEM 이미지이다.
도 5는 용액 공급 속도가 0.8 ㎖/hr 이고 니들 게이지가 23gauge 조건으로 전기방사한 복합나노섬유의 SEM 이미지이다.
도 6은 실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합나노섬유 웹(a)과 시판용 여드름 패치(b)의 표면의 SEM 이미지를 비교하여 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합나노섬유의 TEM 이미지이다.
도 8은 실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합나노섬유의 공초점현미경 이미지이다.
도 9는 실시예 6에 따라 제조된 복합나노섬유 웹에 대한 내수성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 7에 따라 제조된 복합나노섬유 웹에 대한 내수성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 건조 및 열처리 유무에 따른 코어/시스형 티트리 오일/PVA 복합나노섬유의 방출성분을 분석한 크로마토그램이다.
도 12는 복합나노섬유에서 티트리 오일의 주요성분인 Terpinen 4-ol, γ-terpinene, Terpinolene의 시간 경과에 따른 방출량의 변화를 나타낸 것이다.
도 13은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대한 항균성능 평가를 비교하여 나타낸 것이다.
도 14는 프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes)에 대한 항균성능 평가 결과를 나타낸 것이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 포함되는 유상과 수상의 에멀젼화를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조를 나타낸 개략도이다. 여기서 (a)는 에멀젼 전기방사의 개략도이고, (b)는 에멀젼의 연신과 증발에 따른 코어/시스(core/sheath)형 복합섬유의 형성을 나타낸 개략도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 에센셜 오일을 포함하는 유상층 , 친수성 고분자를 포함하는 수용액인 수상층, 및 계면활성제를 혼합하여 에멀젼을 제조한다(단계 a).
상기 에멀젼은 물 100중량부에 대하여, 에센셜 오일 3 내지 7.5중량부; 친수성 고분자 11 내지 19중량부; 및 계면활성제 0.6 내지 2.0중량부; 를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
항균, 항염 성능을 발휘하는 에센셜 오일에는 티트리 오일(Tea tree oil, Melaleuca alternifolia), 팔마로사 오일(Palmarosa oil, Cymbopogon Martini), 달맞이 꽃 오일(Evening Primerose oil, Oenothera biennis), 라벤더 오일(Lavender oil, Lavandula angustifolia) 등이 포함된다.
특히, 특유의 향이 나는 티트리 오일은 주로 호주에서 자라는 식물인 티트리(Melaleuca alternifolia)로부터 추출한 것으로, 특징은 물에 녹지 않는 소수성이며 휘발성이 있다. 또한 티트리 오일은 항균 작용 및 여드름 염증 완화 기능, 무좀 치료, 항산화 기능 등 의 효능이 있어, 미생물의 생장을 억제하는 데에 사용될 수 있다. 상기 티트리 오일은 테르피넨-4-올(Terpinen 4-ol), α-테르피넨(α-terpinene), 및 γ-테르피넨(γ-terpinene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA), 폴리메타크릴산(PMAA), 셀룰로스계 고분자, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 등일 수 있다.
상기 친수성 고분자는 생분해성 고분자인 것이 바람직하다.
상기 에멀젼은 서로 혼재하지 않는 수상층(water phase)과 유상층(oil phase)의 계면을 안정화 시켜주는 계면활성제(surfactant)를 첨가하는 과정을 통해 제조될 수 있다. 에멀젼화(emulsification) 과정으로 인해 균질한 에멀젼(homogeneous emulsion)을 제조할 수 있고, 에멀젼화는 서로 간 상극인 수상층과 유상층을 섞이도록 계면활성제의 분자구조 중 친수기와 친유기가 자발적으로 결합이 이루어져 에멀젼이 안정된 상태가 되도록 할 수 있다.
상기 계면활성제는 HLB(hydrophilic-lipophilic-balance) 지수가 9 내지 18인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, O/W형 에멀젼(oil-in-water type emulsion)을 제조할 수 있다. O/W형 에멀젼은 수상층이 연속상으로 존재하고 유상층이 분산상에 존재하는 상태의 에멀젼을 의미한다.
상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan mono-oleate), 폴리에틸렌글리콜(polyethylen glycol; PEG), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol; PPG), 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체(polyethylene-propylene copolymer), 폴리알킬 옥사이드(polyalkyl oxide), 폴리옥시에틸렌 옥사이드(polyoxyethylene oxide; PEO), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide) 일 수 있다.
다음으로, 상기 에멀젼을 전기방사하여 코어/ 시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 제조한다(단계 b).
본 발명에서 사용되는 에멀젼 전기방사는 단일 노즐 전기방사 장비로 추가 장비 없이 비교적 용이하게 이중 구조의 나노섬유를 제조할 수 있고, 공정을 간소화할 수 있다. 에멀젼 전기방사를 통해 물에 녹는 친수성 고분자에 소수성 물질인 오일을 봉입하여 이중 구조의 나노섬유를 제조할 수 있다
에멀젼 전기방사는 서로 섞이지 않는 수상층과 유상층이 혼재한 에멀젼을 이용하여 전기방사를 실시하는 것으로, 에멀젼의 종류에 따라 다양한 이중 구조의 섬유를 제조할 수 있다. 코어/시스형 이중 구조의 섬유를 제조하기 위해 별도의 장비가 필요한 공축 전기방사와 달리, 기존의 단일 노즐로 구성된 전기방사 장비를 이용하여 에멀젼을 전기방사함으로써 용이하게 코어/시스형 복합나노섬유를 제조할 수 있는 이점이 있다.
전기방사는 0.2 내지 3.6㎖/hr의 용액공급속도에서 22 내지 27의 니들 게이지로 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 21 내지 29kV의 전압에서 14 내지 22cm의 방사거리를 유지하면서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 복합나노섬유의 코어(core)는 분리되어 분포하는 에센셜 오일이 섬유의 연신 및 증발에 따라 연속적인 상으로 형성될 수 있다.
이후, 상기 코어/ 시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 건조시킨다 (단계 c).
상기 건조는 40 내지 60℃에서 20 내지 30시간 동안 수행되는 것이 바람직하나, 본 발명의 범위가 여기에 한정되지 않는다.
필요에 따라, 복합나노섬유의 내수성을 향상시키기 위하여 열처리 과정을 추가로 수행할 수 있다(단계 d).
바람직하게는, 건조시킨 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 150 내지 195℃에서 30초 내지 60분간 열처리하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유는 상술한 본 발명의 복합나노섬유의 제조방법에 따라 제조되고, 에센셜 오일을 포함하는 코어(core); 및 상기 코어를 둘러쌈으로써 봉입하는 친수성 고분자의 시스(sheath);를 포함하는 이중구조의 코어/시스(core/sheath)형이다.
상기 복합나노섬유의 직경은 150　내지 400nm 일 수 있다.
상기 섬유형 코어의 직경은 50 내지 300nm 일 수 있다.
상기 코어의 에센셜 오일은 시스를 통해 서방형으로 방출될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 코어/시스형 복합나노섬유를 포함하는 에센셜 오일을 함유하는 나노텍스타일을 제공한다.
상기 나노텍스타일은 웹(web), 직물, 편물 등일 수 있다.
상기 나노텍스타일은 항균, 항염, 곰팡이 제거, 여드름, 무좀, 사마귀, 피부진정, 화상치료용 기능성 시트 등으로 사용될 수 있다.
본 발명의 가장 바람직한 구현예에 따르면, (1) 상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA)이고, (2) 상기 에센셜 오일은 티트리 오일이며, (3) 상기 에멀젼은 물 100 중량부를 기준으로 상기 친수성 고분자 9 내지 15 중량부, 상기 에센셜 오일 3 내지 6 중량부, 상기 계면활성제 0.7 내지 1.1 중량부를 포함하도록 구성되고, (4) 0.8 내지 2.8 ㎖/hr의 용액 공급 속도, (5) 23 내지 25의 니들 게이지, (6) 24 내지 26 kV의 전압, (7) 20 내지 22 cm의 방사거리를 유지하면서 전기 방사를 수행함으로써 복합나노섬유를 제조한다.
위와 같이 제조함으로써 황색포도상구균과 대장균뿐만 아니라 프로피오니박테륨 아크네에 대한 항균 성능도 뛰어난 복합나노섬유를 제조할 수 있는 반면, 특히 위 방사거리 조건을 포함한 (1) 내지 (7)의 조건 중 어느 하나라도 충족되지 않는 경우에는 황색포도상구균과 대장균에는 우수한 항균성을 보이지만 프로피오니박테륨 아크네에 대해서는 거의 항균성을 보이지 않음을 확인하였다.
[실시예]
제조예 : 티트리 오일/ PVA 에멀젼 제조
먼저 수상층의 PVA 수용액은 증류수에 PVA 고분자 분말을 혼합하여 80 ℃에서 6 시간 이상 용해시켜 제조하였다. 수상층의 PVA 수용액과 유상층의 티트리 오일에 Tween 80의 계면활성제를 첨가한 후, 상분리가 일어나지 않게 재빨리 hand shaking 한 후 교반속도 1000 rpm에서 VORTEX(VORTEX-GENIE 2, Scientific Industries, USA)를 이용하여 1 시간 동안 교반시켜 균질한 에멀젼을 제조하였다.
여기서 사용된 티트리 오일의 화학 성분은 가스크로마토그래피(TDS-GC-MSD)를 통해 25 ℃(상온)와 36 ℃(체온)에서 방출된 성분을 분석한 결과, 25 ℃에서 Terpinen 4-ol(11.44 %)로 구성되어 있었고, 1,8-cineole 성분은 검출되지 않았다. 36 ℃에서는 Terpinen 4-ol(25.26 %)로 구성되어 있었으며, 1,8-cineole(4.97 %)가 검출되었다.
여기서, PVA, 티트리 오일, 계면활성제의 비율을 달리하여 제조예 1 내지 5에 따른 에멀젼을 제조하였으며, 그 비율은 아래의 표 1에 정리하였다.
에멀젼 함량(wt%)
PVA 티트리 오일 Tween 80
제조예 1 10 3.57 0.71
제조예 2 11 3.93 0.79
제조예 3 12 4.29 0.86
제조예 4 13 4.64 0.93
제조예 5 14 5.00 1.00
실시예 1: 에멀젼 전기방사
제조예 1에 따라 제조된 티트리 오일/PVA로 이루어진 O/W형 에멀젼에 대해 단일노즐이 장착된 전기방사를 이용하여 전기방사를 실시하였다.
사용한 전기방사기기는 수직 전기방사기(NNC-ESP200R2, NanoNC Co., Korea)로, 시린지 펌프(syringe pump), 고전압 공급장치(High voltage power supply), 니들(needle), 집전판(collector)으로 구성되어 있다. Core/sheath형 이중 구조 복합나노섬유를 제조하기에 적합한 에멀젼 농도 및 최적의 전기방사 공정조건을 규명하고자, PVA 수용액과 소수성 물질인 천연 티트리 오일로 이루어진 에멀젼을 다양한 농도와 공정조건에서 에멀젼 전기방사를 실시하였다. 제조예 1 내지 5의 에멀젼 각각에 대해 용액 공급 속도(solution feed rate) 0.8∼2.8 ㎖/hr, 니들 게이지(needle gauge) 23∼25, 전압(voltage) 25 kV, 방사거리(tip-to-collector distance) 20 cm의 조건에서 전기방사를 실시하였다. 기반직물은 면(cotton) 100 %로 된 거즈를 사용하였으며, 질량은 25.2 g/m2, 두께는 0.208 mm, 직물의 밀도는 24 × 24 (W × F)/5 cm이다. 전기방사 후 제조된 복합나노섬유 웹(web)에 잔존하는 용매를 증발시키기 위하여 진공건조기(OV-11/12, JEIO THCH)를 사용하여 50 ℃에서 24 시간 동안 복합나노섬유 웹을 건조하였다.
실시예 2
제조예 1의 에멀젼 대신에 제조예 2의 에멀젼을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에멀젼 전기방사를 수행하였다.
실시예 3
제조예 1의 에멀젼 대신에 제조예 3의 에멀젼을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에멀젼 전기방사를 수행하였다.
실시예 4
제조예 1의 에멀젼 대신에 제조예 4의 에멀젼을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에멀젼 전기방사를 수행하였다.
실시예 5
제조예 1의 에멀젼 대신에 제조예 5의 에멀젼을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에멀젼 전기방사를 수행하였다.
아래의 표 2에 실시예 1 내지 5의 전기방사 조건을 정리하였다.
구분 에멀젼 전기방사 조건
용액 공급 속도 (㎖/hr) 니들 게이지 전압(kV) 방사거리(cm)
실시예 1 제조예 1 0.8 23~25 25 20
실시예 2 제조예 2
실시예 3 제조예 3
실시예 4 제조예 4 0.8~2.8
실시예 5 제조예 5
실시예 6: 복합섬유 웹의 가교처리
실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합섬유 웹에 대하여 155℃에서 1, 3, 5, 7 또는 10분씩 열처리를 추가로 수행하여 가교처리 하였다.
실시예 7: 복합섬유 웹의 가교처리
실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합섬유 웹에 대하여 170℃에서 1, 3, 5, 7 10 또는 12분씩 열처리를 추가로 수행하여 가교처리 하였다.
[시험예]
시험예 1: SEM 에 의한 형태 분석
실시예 1 내지 5에 따라 제조된 복합나노섬유에 대하여 주사전자현미경(FE-SEM)을 통해 섬유의 직경 및 형태를 관찰하여 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.
이에 따르면, PVA의 농도가 증가할수록, 즉 PVA 10 wt% 에멀젼(실시예 1)보다 PVA 13 wt% 에멀젼(실시예 4)에서 섬유상의 비드가 적은 경향이 관찰되었다. 위 결과를 토대로 PVA의 농도를 높여 PVA 14wt%와 티트리 오일 5 wt%의 농도로 제조된 에멀젼(실시예 5)을 방사조건을 달리하여 전기방사를 실시하였다. PVA 14 wt%의 에멀젼에서는 PVA의 농도가 13wt% 이하일 때보다 섬유형태가 균일해지기 시작했고, 이를 토대로 다양한 공정조건에서 전기방사를 실시하였다.
상기 농도에서 용액 공급 속도 0.8, 1.2, 1.8, 2.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23, 25 gauge로 에멀젼 전기방사를 실시한 결과, 용액 공급 속도가 0.8 ㎖/hr 이고 니들 게이지가 23gauge일 때 섬유 직경이 균일하고 비드가 없는 나노섬유가 제조되었으며 이에 대한 SEM 이미지를 도 5에 나타내었다.
한편, 실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합나노섬유 웹(a)과 시판용 여드름 패치(b)의 표면의 SEM 이미지를 비교하여 도 6에 나타내었다. 이에 따르면, (a)의 경우 나노섬유 웹으로 이루어져 있어, 필름 형태인 (b)보다 나노섬유 웹의 특징인 넓은 표면적 및 다공성 구조로 인해 여드름을 치료하기에 더 적합할 것으로 사료된다. 즉 나노섬유 웹으로 이루어진 경우 넓은 표면적으로 인해 기능성이 발휘될 때 효과적인 측면이 있으며, 다공성 구조로 인해 통기성과 투습성이 높아 피부에 쾌적할 것으로 예상된다. 따라서 티트리 오일을 함유한 복합나노섬유 웹(a)의 경우가 필름으로 제작된 시판용 여드름 패치보다 여드름을 치료하기 위해 더 적합할 것으로 사료된다.
시험예 2: TEM 에 의한 복합나노섬유의 구조 분석
티트리 오일과 PVA가 코어/시스형 구조를 형성하였는지 살펴보기 위하여 투과전자현미경(TEM)을 통해 실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합나노섬유의 내부 구조를 관찰하여 그 이미지를 도 7에 나타내었다.
이에 따르면, 섬유 내부에 심물질(core)이 위치해 있으며, 그 주위를 외벽이 감싸고 있는 이중 구조가 관찰되었다. 이중 구조 내 코어의 직경을 측정한 결과, 좌측 SEM 이미지의 경우 코어의 직경이 108 nm, 전체 섬유 직경이 158 nm로 나타났고, 우측 SEM 이미지의 경우 코어의 직경이 154 nm, 전체섬유의 직경이 215 nm로 측정되었다. 이를 통해 외벽의 두께가 약 25~30 nm로 매우 얇은 외벽을 가진 코어/시스형 이중 구조의 복합나노섬유가 제조되었음을 알 수 있다.
시험예 3: CLSM 에 의한 복합나노섬유 내 티트리 오일의 분포 분석
복합나노섬유 내부에 봉입된 티트리 오일의 분포 정도 및 섬유 내부 구조를 심층 분석하고자, 실시예 5(0.8 ㎖/hr, 니들 게이지 23gauge)에 따라 제조된 복합나노섬유의 티트리 오일을 형광물질인 Nile Red(NR)로 염색시켜 NR-티트리 오일을 제조한 후 공초점현미경(confocal laser scanning microscope)을 통해 섬유 내부의 형태 및 티트리 오일의 분포를 관찰하여 도 8에 나타내었다.
이에 따르면, 488 nm의 파장대에서 공초점현미경을 통해 분석한 결과, NR-티트리 오일을 함유하지 않은 PVA의 경우 형광 색상이 나타나지 않았고, NR로 염색한 NR-티트리 오일의 경우 붉은색의 형광물질이 방사(emission)되어 여기(excitation)가 발생하였다. 티트리 오일을 함유한 복합나노섬유의 경우, 티트리 오일이 섬유 내부에 고르게 분포되어 있는 모습이 관찰되었다. 이에 따라, 본 발명의 실시예의 전기방사 조건 하에서 티트리 오일/PVA로 구성된 코어/시스형 복합나노섬유가 성공적으로 제조되었음을 알 수 있다.
시험예 4: 열처리 조건에 따른 내수성 평가
실시예 6 및 실시예 7에 따라 열처리를 추가로 수행하여 제조된 복합나노섬유 웹에 대하여 신체의 땀 또는 수분 등에 닿는 여드름 패치용으로의 최종 활용이 가능한지 알아보기 위하여 체온과 동일 온도인 36 ℃의 물에 복합나노섬유를 1 시간 동안 침지시키고, 이에 따른 섬유 형태를 SEM으로 관찰하였다. 실시예 6 및 실시예 7에 따라 제조된 복합나노섬유 웹에 대한 내수성 평가 결과를 도 9 및 도 10에 각각 나타내었다.
도 9에서 (a)는 열처리를 하지 않은 경우, (b)~(f)는 155℃에서 1, 3, 5, 7, 10분 동안 각각 열처리한 복합나노섬유 웹을 36℃의 물에 침지 후 1시간 후의 형태를 나타낸 SEM 이미지이다. 이에 따르면, (a)는 물에 침지 후 섬유의 형태가 알아볼 수 없게 변형되어 내수성이 매우 취약함을 알 수 있었고, 이는 수용성 고분자인 PVA의 물에 대한 용해도가 높기 때문인 것으로 해석된다. (b)~(e)의 경우 부분적으로 섬유가 용해된 것을 관찰하였고, 열처리 시간이 10분인 (f)에서는 섬유의 형태가 대부분 유지되었다.
도 10에서 (a)~(f)는 170℃에서 1, 2, 3, 5, 7, 10, 12분 동안 각각 열처리한 복합나노섬유 웹을 36℃의 물에 침지 후 1시간 후의 형태를 나타낸 SEM 이미지이다. 이에 따르면, 170℃에서 1~12 분간 열처리를 실시한 결과, 155℃에서 열처리한 경우에 비하여 습윤 상태에서 복합나노섬유의 안정성이 더욱 개선되어 모든 섬유의 형태가 유지되었음을 알 수 있다. 열처리 과정을 통해 내수성이 개선되는 이유는 결정화도의 증가와 마이크로네트워크 도메인(micronetwork domain) 구조의 생성 때문인 것으로 사료된다. PVA 결정은 고분자 사슬이 접히면서(folding) 생성되는데, PVA 결정이 물과 접촉하면 정렬된 고분자 사슬이 펼쳐지며(unfolding) 비결정영역에 합류하게 된다. 따라서 열처리 과정을 통해 결정화도가 높아지면 용매의 침투가 어려워지고 결과적으로 고분자쇄가 펼쳐지기 어려워져 용해도가 떨어진 것으로 분석된다.
시험예 5: 건조 및 열처리 유무에 따른 티트리 오일의 방출 거동 분석
도 11은 건조 및 열처리 유무에 따른 코어/시스형 티트리 오일/PVA 복합나노섬유의 방출성분을 분석한 크로마토그램이고, 아래의 표 3은 건조 및 열처리 유무에 따라, 티트리 오일을 함유한 복합나노섬유에서 방출된 TVOCs(총 휘발성 유기화합물), NVOCs(천연 휘발성 유기화합물), Terpinen 4-ol 함량을 정리한 것이다. NVOCs는 식물과 같은 자연 원천에서 방출되며 면역 및 살균작용, 긴장완화 등 인체에 유익한 VOCs의 합(㎍/m3)으로 정의된다.
여기서 A군은 건조 및 열처리를 하지 않은 24시간 내의 복합나노섬유, B군은 건조 및 열처리를 하지 않고 24시간이 경과된 복합나노섬유, C군은 열처리 없이 건조만 실시하고 방사 후 1일이 경과한 복합나노섬유, D군은 건조 및 열처리를 모두 실시하고 방사 후 1일이 경과한 복합나노섬유이며, 건조는 실시예 1과 동일한 조건, 열처리는 실시예 7(170℃, 1분)으로 한 것이다.
Figure 112017114663575-pat00001
이에 따르면, 티트리 오일 방출 거동을 살펴보면, A에서는 약 30 종의 성분, B는 약 29 종의 성분, C는 약 73 종의 성분, D는 200여종의 성분이 검출되었다.
VOCs(휘발성 유기화합물; Volatile Organic Compounds) 검출 성분 수의 변화를 살펴보면, 건조 및 열처리를 실시하지 않은 복합나노섬유 A와 B의 경우 약 29~30종으로 비슷한 수의 물질이 검출되었다. 건조 및 열처리하지 않은 복합나노섬유 A와 B보다, 건조 과정만 실시한 복합나노섬유 C는 약 73 종으로 VOCs 검출 성분 수가 증가하였고, 건조 및 열처리 과정을 모두 실시한 복합나노섬유 D의 경우 VOCs 검출성분 수가 200 여종으로 급격한 증가를 보였다
복합나노섬유의 TVOCs의 양을 분석한 결과, 복합나노섬유 A의 경우 평균 17133.33 ㎍/m3, B 경우의 평균 821.20 ㎍/m3, C의 경우 평균 491.80 ㎍/m3, D의 경우 평균 177.85 ㎍/m3 로 점차 방출량이 감소하는 것으로 나타났다.
복합나노섬유 A~D에서 방출된 NVOCs와 Terpinen 4-ol의 검출량을 분석한 결과, 건조 및 열처리 과정을 거칠수록 NVOCs와 Terpinen 4-ol의 검출량이 점차 감소하였다.
종합하면, 복합나노섬유에 건조와 열처리를 실시할수록 고온에 노출되어 티트리 오일의 방출성분이 감소하였다. 즉, TVOCs, NVOCs, Terpinen 4-ol의 검출량 모두 감소하는 경향을 보이고 있으나, 복합나노섬유 내에 티트리 오일이 봉입된 상태에서 건조 및 열처리 이후에도 지속적으로 TVOCs, NVOCs, Terpinen 4-ol이 방출되고 있다고 판단된다.
시험예 6: 시간에 따른 티트리 오일의 방출거동 분석
시험예 5의 D 샘플(건조 및 열처리)이 지속적으로 NVOCs와 Terpinen 4-ol을 방출하는지 알아보기 위하여 방사 후 14일에 걸쳐 복합나노섬유에서 티트리 오일의 방출거동을 분석한 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.
Figure 112017114663575-pat00002
이에 따르면, 1일 경과 후 방출되는 TVOCs보다 2일 경과 후 방출되는 TVOCs가 급격하게 증가하였으며, 14일 동안의 복합나노섬유에서 방출된 TVOCs 양 중 2일 경과 후 방출되는 TVOCs의 양이 가장 많았다. 하지만 방사 후 3일부터 TVOCs 방출량이 점차 감소하는 경향을 보였으며, 10일 경과 이후 TVOCs는 1일째의 TVOCs와 비슷한 양이 방출되었다. 이러한 방출거동 변화의 경향성은 TVOCs 뿐만 아니라 NVOCs, 티트리 오일의 주요 구성성분인 Terpinen 4-ol, γ-terpinene, Terpinolene에서도 유사하게 나타났다
티트리 오일의 주요성분인 Terpinen 4-ol, γ-terpinene, Terpinolene의 시간 경과에 따른 방출량의 변화를 도 12에 나타내었다. 이에 따르면, Terpinen 4-ol의 방출량도 TVOCs와 NVOCs의 방출량 변화와 유사한 경향성을 보였다. 방사 후 2일째에 Terpinen 4-ol의 방출량이 가장 높게 나타났으며, 14일까지 지속적으로 Terpinen-4-ol이 방출되는 것으로 나타났다. 따라서, 체온과 유사한 36℃에서 1~3일 동안 티트리 오일을 함유한 core/sheath형 복합나노섬유로부터 Terpinen 4-ol이 가장 많이 방출됨을 의미한다. 따라서 복합나노섬유의 최종 용도로 고려하는 여드름 패치는 실제 사용기간이 약 3일임을 가정할 때, 이와 같은 방출거동은 여드름을 치료하기 위한 용도로 적합할 것으로 사료된다. 또한, 항균성능 물질이 발휘되는 물질인 Terpinen 4-ol은 14일 후까지 지속적으로 방출되었으며, 방사 후 10일째의 복합나노섬유의 TVOCs, NVOCs, Terpinen 4-ol 검출량은 방사 후 1일째 복합나노섬유의 검출량과 비슷한 양이었다. 따라서 방사 후 1일째 되는 복합나노섬유가 항균성능을 발휘한다면, 10일 경과 이후 복합나노섬유 또한 항균 성능을 발휘할 수 있을 것으로 추측해 볼 수 있다.
시험예 7: 황색포도상구균( Staphylococcus aureus )에 대한 항균성능 평가
황색포도상구균(Staphylococcus aureus)은 여드름의 진행 상태를 악화시키는 2차 감염균으로 피부 표면에 주로 존재하며, 면포를 화농성 여드름으로 진행시킨다. 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)에 대한 복합나노섬유의 항균성능 평가를 ASTM E 2149와 KS K ISO 20645: 2010 방법에 준하여 실시하였다. 시료는 티트리 오일을 함유한 코어/시스형 복합나노섬유를 웹 밀도 11.0 g/m2으로 제조하여 진공건조한 후 170 ℃에서 1 분간 열처리하여 사용하였다.
도 13은 황색포도상구균에 대해 진탕법을 실시하여 페트리 접시에 균액을 24 시간 동안 배양한 후의 모습으로, 대조군(a)과 티트리 오일을 함유한 코어/시스형 복합나노섬유(b)의 항균성능을 비교한 사진이다. 이에 따르면, 대조군에서는 황색포도상구균의 생장이 관찰되었고, 복합나노섬유에서는 황색포도상구균의 생장을 찾아볼 수 없어 본 발명의 티트리 오일을 함유한 복합나노섬유의 항균성능이 입증되었다.
시험예 8: 프로피오니박테리움 아크네( Propionibacterium acnes )에 대한 항균성능 평가
프로피오니박테리움 아크네(Propionibacterium acnes ATCC 6919)는 여드름을 유발시키는 원인균으로 이에 대한 항균성능을 평가하였다. KS K ISO 20645: 2010 한천 확산 평판 시험 방법에 준하여 정성적인 방법으로 항균성능을 평가한 결과를 도 14에 나타내었다. 시료는 시험예 7에서 사용한 것과 동일하고, 기반직물을 제거한 복합나노섬유를 지름 3cm로 잘라 한천 확산 평판 시험법으로 항균성능 평가를 실시하였다. KS K ISO 20645에 따르면, 균 생장이 없고 균저지대(mm)의 평균값이 0 이상인 경우 “효과 좋음”으로 판정한다.
도 14에 따르면, (a)에 나타난 바와 같이, 항균성능이 전혀 없는 대조군 시료를 떼어내어 100 배의 배율로 검체 아래의 균 생장을 관찰한 결과, 방울 모양으로 균의 생장이 많은 것이 관찰되었다. 이에 반해 티트리 오일을 함유한 복합나노섬유를 떼어내어 검체 아래를 100 배 배율로 관찰한 결과, (b)에 나타난 바와 같이 균 저지대(inhibition zone)는 형성되지 않았으나 균과 접촉한 부위에 균이 생장하지 않아 “효과 좋음”으로 평가되었다.
본 발명의 티트리 오일을 함유하는 복합나노섬유는 프로피오니박테륨 아크네(Propionibacterium acnes)와 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대하여 높은 항균성능을 발휘하는 복합나노섬유를 여드름 치료용 나노패치에 적용할 경우 여드름 유발균을 억제하고 화농성 여드름으로 진행되는 것을 제어할 수 있을 것으로 예측된다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (22)

  1. (a) 에센셜 오일을 포함하는 유상층, 친수성 고분자를 포함하는 수용액인 수상층, 및 계면활성제를 혼합하여 에멀젼을 제조하는 단계; 및
    (b) 상기 에멀젼을 단일 노즐이 장착된 전기방사기를 이용하여 전기방사하여 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 제조하는 단계;
    (c) 상기 코어/시스(core/sheath)형의 복합나노섬유를 진공 상태에서 40 내지 60℃로 20 내지 40시간 동안 건조시키는 단계; 및
    (d) 단계 (c)에서 건조시킨 복합나노섬유를 155 내지 170℃에서 1 내지 12분 동안 열처리하여 상기 친수성 고분자의 사슬이 접히는(folding) 가교를 형성함으로써 고분자 결정을 생성시키는 단계;를 포함하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법이고,
    상기 복합나노섬유의 코어(core)는 분리되어 분포하는 에센셜 오일이 섬유의 연신 및 증발에 따라 연속적인 상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    단계 (a)에서, 상기 에멀젼은 물 100중량부에 대하여, 에센셜 오일 3 내지 7.5중량부; 친수성 고분자 11 내지 19중량부; 및 계면활성제 0.6 내지 2.0중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 HLB(hydrophilic-lipophilic-balance) 지수가 9 내지 18인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에멀젼은 O/W(oil-in-water)형 에멀젼인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA), 폴리메타크릴산(PMAA), 셀룰로스계 고분자, 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및 폴리프로필렌글리콜(PPG) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 고분자는 생분해성 고분자인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전기방사는 0.2 내지 3.6㎖/hr의 용액공급속도에서 22 내지 27의 니들 게이지로 수행되는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전기방사는 21 내지 29kV의 전압에서 14 내지 22cm의 방사거리를 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 에센셜 오일은 티트리 오일, 팔마로사 오일, 달맞이 꽃 오일, 및 라벤더 오일 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 고분자는 폴리비닐알코올(PVA)이고, 상기 에센셜 오일은 티트리 오일이며,
    상기 에멀젼은 물 100 중량부를 기준으로 상기 친수성 고분자 9 내지 15 중량부, 상기 에센셜 오일 3 내지 6 중량부, 상기 계면활성제 0.7 내지 1.1 중량부를 포함하고,
    상기 전기 방사는 0.8 내지 2.8 ㎖/hr의 용액 공급 속도, 23 내지 25의 니들 게이지, 24 내지 26 kV의 전압, 20 내지 22 cm의 방사거리를 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유의 제조방법.
  16. 제1항, 제2항, 제6항 내지 제9항, 제11항, 제12항, 제14항 및 제15항 중에서 선택된 어느 한 항에 따라 제조되고,
    에센셜 오일을 포함하는 코어(core); 및
    상기 코어를 둘러쌈으로써 봉입하는 친수성 고분자 시스(sheath);를 포함하는 이중구조의 코어/시스(core/sheath)형이고,
    상기 친수성 고분자 시스는 열처리에 의하여 상기 친수성 고분자의 사슬이 접히는(folding) 가교에 의하여 형성된 고분자 결정을 포함하고,
    상기 코어의 에센셜 오일은 시스를 통해 서방형으로 방출되는 것을 특징으로 하는, 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복합나노섬유의 직경은 150 내지 400nm 인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복합나노섬유의 코어의 직경은 50 내지 300nm 인 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 복합나노섬유.
  19. 삭제
  20. 제16항의 복합나노섬유를 포함하는 에센셜 오일을 함유하는 나노텍스타일.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 나노텍스타일은 항균, 항염, 곰팡이 제거, 여드름 치료, 무좀 치료, 사마귀 치료, 피부진정 또는 화상치료용 기능성 시트로 사용되는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 나노텍스타일.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 나노텍스타일은 항균, 항염, 곰팡이 제거, 여드름, 무좀, 사마귀, 피부진정 및 화상치료용 기능성 시트로 사용되는 것을 특징으로 하는 에센셜 오일을 함유하는 나노텍스타일.

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