KR102222152B1

KR102222152B1 - 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR102222152B1
Application number: KR1020190017072A
Authority: KR
Inventors: 류지만
Original assignee: 류지만
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2021-03-03
Also published as: KR20200099636A

Abstract

본 발명은 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
본 발명에 따른 마스크팩은 피부 기능성 유효성분의 함유량 및 피부 전달력이 우수하고, 미세먼지 제거능을 가진다.

Description

미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법 {Functional mask pack using micro-dust removal and the manufacturing method thereof}

본 발명은 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법에 대한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 피부 기능성 유효성분의 함유량 및 피부 전달력이 우수하고, 미세먼지 제거능을 가지는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법에 대한 것이다.

미세먼지((微細-, Particulate Matter, PM) 또는 분진(粉塵))는 아황산가스, 질소 산화물, 중금속, 오존 및 일산화 탄소 등의 유해 물질을 포함하는 대기오염 물질로서 자동차 및 공장 등에서 발생하며, 대기 중 장기간 떠다니는 물질을 의미한다.

미세먼지는 입경 10㎛ 이하인 경우, PM 10이라 표기하고, 미세먼지의 입경이 2.5㎛ 이하인 경우는 PM 2.5라고 표기하며 “초미세먼지”또는 “극미세먼지”라고 부르며, 학술적으로는 에어로졸(aerosol)이라고 한다. 또한, 미세먼지는 부유분진(Suspended particles), 입자상 물질(Particulate matter) 등으로도 불리며 명칭에 따라 약간씩 다른 의미를 가지고 있다. 입자상 물질은 공기역학적 입경(지름)이 10nm 내지 100㎛ 정도이며, 이보다 입경이 큰 경우, 중력에 의한 침강효과로 대기 중 체류시간이 아주 짧다.

이러한 미세먼지는 코, 입뿐 아니라 피부를 통해서도 몸 속에 침입하게 된다. 인체의 피부는 크게 표피층 및 진피층으로 구성되며, 상기 표피층은 벽돌을 촘촘히 쌓은 것처럼 방어막(피부장벽)을 형성, 먼지 등의 체내 침투를 막는다. 그러나, 중금속 및 환경호르몬 등을 함유한 미세먼지는 이러한 피부 장벽을 무너뜨리고 체내에 침투할 수 있다. 이러한 유독성 화학물질을 함유한 미세먼지는, 피부와 접촉하여 세포 변형을 일으키게 되는데, 이로 인해 피부장벽에 균열이 발생하여 상기 미세먼지에 포함된 각종 발암물질 및 환경호르몬 등이 인체에 용이하게 침투할 수 있다. 인체 모공의 크기는, 미세먼지 크기(0.01mm 내외)의 2~5배의 크기를 갖기 때문에 모공을 용이하게 통과할 수 있다.

이러한 미세먼지는 각종 피부 질환의 주요 원인으로 작용한다. 우선, 아토피피부염 및 여드름을 악화시킬 수 있다. 그 원인은 미세먼지에 함유된 유해물질이 세포의 염증성 사이토카인 분비를 촉진하고, 백혈구를 증가시켜 알레르기 반응을 일으키기 때문이다. 또한, 이러한 미세먼지는 가려움증, 건조증도 악화시킨다. 미세먼지가 피부의 신진대사를 약화시키고 피지조절 기능을 떨어뜨리기 때문이다. 피부 내 노폐물이 제대로 제거되지 않아 트러블이 생기고, 피부 표면의 지방질 균형이 깨지면서 건조 및 가려움증이 발생할 수 있으며, 피부 노화를 촉진한다. 흡수된 미세먼지는 피부의 색소세포를 자극해 검버섯 등을 유발하고 주름을 발생시킨다. 성인 여성 400명을 24년간 추적 관찰한 결과, 대기 오염이 심한 도로 옆에 사는 여성이 시골지역에 사는 여성보다 색소 침착이 약 22% 정도 심했고, 얼굴 주름도 더 깊었다는 독일 연구결과가 보고되고 있다.

이러한 미세먼지가 피부에 쉽게 침투하지 못하도록 피부 표면을 보호하기 위한 다양한 기능성 화장료가 연구되고 있고, 이미 침투된 미세먼지를 물리적 또는 화학적으로 흡착하여 제거하는 화장품에 대한 개발이 이루어지고 있다.

구체적으로, 클레이를 이용한 바르는 타입의 팩 제품이나, 클렌징 제품 등이 침투된 미세먼지를 물리적 또는 화학적으로 흡착하는 제품들의 예시이다. 그러나, 상기 제품들은 피부에 가혹한 조건을 제공하여 피부가 건조해지거나, 주름이 생기는 등의 문제점을 가지고 있다.

또한, 부직포나 셀룰로오스 시트 상에 얼굴을 단시간 도포하면서 보습, 주름 개선 또는 미백 등의 효과를 제공하는 시트 타입의 제품으로써, 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 마스크팩에 대한 개발은 전무한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 2014-0129509호

본 발명은 보습, 주름 개선 또는 미백 등의 기능성 효과를 가지면서 피부에 침투한 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층; 및 상기 셀룰로오스층 내부 및/또는 표면에 존재하고, 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 함유하는 에센스 조성물을 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩에 대한 것이다.

하나의 예시에서, 상기 셀룰로오스층은, 식물성 셀룰로오스 섬유, 합성 부직포 또는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 셀룰로오스층은, -50mV 내지 -150mV의 표면 제타 전위를 가지는 3차원 망상구조의 바이오 셀룰로오스 시트를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 에센스 조성물은, 2 중량% 내지 15 중량%의 범위 내로 상기 양이온성 키토산 나노입자를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 기능성 유효성분은, 수용성 유효성분을 포함하는 수상부; 상기 수상부 및 지용성 유효성분을 포함하는 유상부; 및 상기 수상부와 유상부의 경계에 존재하는 천연 유래 음이온 계면 활성제;를 포함하는 유중수형 에멀젼 입자일 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 수용성 유효성분은, 알부틴, 수용성 비타민 C 유도체, 니아신아마이드, 아데노신, N-아세틸글루코스아민, 수용성 식물 추출물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 지용성 유효성분은, 유용성 비타민 C 유도체; 레티놀; 에스테르계 오일, 마카다미아 오일, 호호바 오일 및 피마자 오일로 이루어진 군에서 선택되는 식물성 오일; 미네랄 오일; 이소헥사데칸; 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 천연 유래 음이온 계면 활성제는, 디소디움 라우레스 설포석시네이트(Disodium Laureth Sulfosuccinate), 올리브 계면 활성제(Sodium PEG-7 Olive oil Carboxylate), 소디움 코코일 애플 아미노산(sodium cocoyl apple amino acids), 소디움라우릴설포아세테이트(Sodium Lauryl Sulfoacetate), 소디움 코코일 이세치오네이트(Sodium cocoyl isethionate) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩의 제조방법에 대한 것이다.

상기 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩의 제조방법은, 식물성 셀룰로오스 섬유, 합성 부직포 또는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 셀룰로오스층을 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 포함하는 에센스 조성물에 침지시키 단계를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 침지시키는 단계는, -50mV 내지 -150mV의 표면 제타 전위를 가지는 3차원 망상구조의 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 셀룰로오스층을 상기 에센스 조성물에 침지시키는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩은 피부 보습, 주름 개선 또는 피부 미백 등의 피부 기능성 효과가 우수함과 동시에 피부에 침투해 있는 중금속 함유 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩은 또한, 피부 밀착력이 우수하고 에센스 조성물에 포함되는 기능성 유효성분의 피부 전달능이 우수하다.

이하, 본 발명에 대하여, 보다 구체적으로 설명한다.

본 명세서에서, 단수의 표현은 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는, 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 발명의 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소는 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

본 명세서에서 용어 「미세먼지」는 입경이 10㎛ 이하인 입자상 물질로서, 아황산가스, 질소 산화물, 중금속, 오존 및 일산화 탄소 등의 유해 물질을 포함하는 대기오염 물질로서 자동차 및 공장 등에서 발생하며, 대기 중 장기간 떠다니는 분진을 의미한다.

본 발명은, 양이온성 키토산 나노입자와 미세먼지의 화학적 흡착 효과를 이용하여 피부 내부에 침투해 있는 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있으면서, 상기 양이온성 키토산 나노입자 내부에 피부 기능성 유효 성분을 동시에 함유시켜 보습, 미백 또는 주름 개선 등의 피부 개선 효과를 제공할 수 있는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩에 대한 것이다.

또한, 본 발명은 사용전 키토산 나노입자를 효과적으로 고정 및 지지시킬 수 있고, 피부 밀착력이 우수한 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층을 포함하는 마스크팩으로서, 에센스 조성물 내 기능성 유효성분 침투력을 뛰어난 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩에 대한 것이다.

본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩은, 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층; 및 상기 셀룰로오스층 내부 및/또는 표면에 존재하고, 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 함유하는 에센스 조성물을 포함한다.

상기 셀룰로오스층은, 마스크팩의 지지체로써 피부에 밀착되어 에센스 유효 성분을 피부에 전달하는 역할을 수행하는 것으로 음의 표면 제타 전위를 가진다.

상기 셀룰로오스층은, 음의 표면 제타 전위를 가지는 것으로써, 양이온성 키토산 나노입자를 안정적으로 지지 및 고정 시킬 수 있는 소재를 포함하는 것이 좋은데, 예를 들면 식물성 셀룰로오스 섬유, 합성 부직포 또는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함할 수 있다.

구체적인 예시에서, 상기 셀룰로오스층은, 바이오 셀룰로오스 시트를 포함할 수 있다. 바이오 셀룰로오스 시트로 구성된 마스크팩은 피부 밀착력이 우수하고, 3차원 망상 구조에 기인하여 면이나 부직포 대비 10배 이상의 화장수 함유율을 나타내 낼 수 있어, 피부에 충분한 보습과 영양 성분을 공급할 수 있는 이점이 있다.

더 구체적인 예시에서, 상기 셀룰로오스층은, -50mV 내지 -150mV의 표면 제타 전위를 가지는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함할 수 있다.

상기와 같은 음의 표면 제타 전위를 가지는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 마스크팩의 경우, 에센스 조성물에 함유되어 있는 양이온성 키토산 나노입자 및 기능성 유효 성분을 안정적으로 적정량 시트 상에 함유시킬 수 있어, 높은 미세먼지 제거 효율 및 향상된 피부 기능성 효과를 제공할 수 있다.

보다 더 구체적인 예시에서, 상기 셀룰로오스층은, -80mV 내지 -150mV 또는 -100mV 내지 -150mV 범위 내의 표면 제타 전위를 가지는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함할 수 있다.

상기와 같은 표면 제타 전위 특성을 가지는 바이오 셀룰로오스 시트는, 예를 들면 바이오 셀룰로오스의 산화 공정을 포함하여 제조될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 바이오 셀룰로오스 시트는, 코코넛을 포함하는 배양액에 생산 균주를 투입하여 바이오 셀룰로오스를 제조하는 단계; 및 촉매제를 포함하는 용액에 상기 바이오 셀룰로오스 첨가하여, 상기 바이오 셀룰로오스의 알코올기를 카복실기로 치환하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

상기 바이오 셀룰로오스를 제조하는 단계는, 예를 들면 코코넛 및 기타 첨가물을 포함하는 배양액에 세토박터 자이리늄, 글루콘아세토박터속, 아그로박테리움속, 리조비움, 프도마나스속 및 살리나속으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로서, 전배양된 생산 균주를 투입하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 바이오 셀룰로오스의 알코올기를 카복실기로 치환하는 단계는, 예를 들면 바이오 셀룰로오스를 N-옥실 화합물 및 산화제를 포함하는 용액 상에 첨가 및 교반하여 상기 바이오 셀룰로오스의 알코올기를 카복실기로 치환하는 것을 포함할 수 있다.

더 구체적으로, 상기 바이오 셀룰로오스의 알코올기를 카복실기로 치환하는 단계는, 상기 바이오 셀룰로오스의 전체 알코올기 중 1.5 mmol/g 셀룰로오스 이상, 2.0 mmol/g 셀룰로오스 이상 또는 3.0mmol/g 셀룰로오스 이상을 카복실기로 치환하는 것을 포함할 수 있다. 상기 치환되는 카복실기의 상한값은, 예를 들면 100mmol/g 셀룰로오스, 50mmol/g 셀룰로오스, 30mmol/g 셀룰로오스 또는 15mmol/g 셀룰로오스 일 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 바이오 셀룰로오스 시트는, 미세섬유화됨과 동시에 음전하 특성을 확보하게 되어 에센스 조성물에 함유되는 양이온성 키토산 나노입자 및 기능성 유효성분의 지지 고정력 및 피부 전달력을 향상시킬 수 있다.

상기 셀룰로오스층은, 예를 들면 0.1 mm 내지 5.0 mm의 두께 범위를 가질 수 있다. 상기 셀룰로오스층은, 상기 두께 범위 내에서 단층 혹은 복수의 시트층이 압축 적층된 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩은, 상기 셀룰로오스층 내부 및/또는 표면에 존재하고, 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 함유하는 에센스 조성물을 포함한다.

상기 에센스 조성물은 양이온성 키토산 나노입자를 함유한다.

상기 양이온성 키토산 나노입자는 음의 표면 제타전위를 가지는 셀룰로오스층과 정전기적 인력에 기인하여 부착되어 있는 물질로써, 피부 내 미세먼지를 흡착 제거하는 역할을 수행함과 동시에, 기능성 유효성분을 피부에 전달하는 역할을 수행 한다.

상기 양이온성 키토산 나노입자는, 예를 들면 소정의 공극을 가지는 키토산 고분자 입자로서, 셀룰로오스층에 부착되어 있고, 기능성 유효성분이 내부에 위치한다.

하나의 예시에서, 상기 양이온성 키토산 나노입자는, 키토산을 유기산 수용액에 용해시켜 제조된 키토산 용액 상에 겔화제를 첨가 및 교반하면서 초음파처리를 수행하여 제조된 것 일 수 있다.

더 구체적인 예시에서, 상기 양이온성 키토산 나노입자는, 젖산, 아세트산, 프로피온산, 포름산, 아스코르브산, 및 주석산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 유기산 수용액에 키토산 고분자를 0.01%(V/V) 이상의 함량으로 투입한 후, 트리폴리포스페이트를 첨가 및 교반하면서 초음파 처리를 수행하여 제조되는 것일 수 있다.

상기 양이온성 키토산 나노입자는, 예를 들면 0.1 nm 내지 900 nm 또는 30 nm 내지 500 nm의 평균 입경을 가지는 것으로써, 5 mV 내지 100 mV의 표면 제타 전위를 가질 수 있다.

상기 양이온성 키토산 나노입자는 피부 표피 및 진피층까지 침투하여, 농도 구배에 기인한 확산 매커니즘에 의해 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있으며, 담지하고 있는 기능성 유효성분을 피부에 효과적으로 전달할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 에센스 조성물은, 양이온성 키토산 나노입자를 2 중량% 내지 15 중량%의 범위 내로 포함할 수 있다.

다른 예시에서, 상기 에센스 조성물은, 양이온성 키토산 나노입자를 3 중량% 내지 10 중량%, 4 중량% 내지 10 중량% 또는 5 중량% 내지 10 중량%의 범위 내로 포함할 수 있다. 양이온성 키토산 나노입자의 함량이 지나치게 적을 경우, 기능성 유효성분의 피부에 효과적으로 전달할 수 없고, 양이온성 키토산 나노입자의 함량이 지나치게 많을 경우, 양이온성 키토산 나노입자의 뭉침 현상 등에 기인하여 기능성 유효성분의 피부 침투 효과가 악화될 수 있다.

에센스 조성물은 또한, 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성하는 기능성 유효성분을 포함한다.

상기 기능성 유효성분은, 예를 들면 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성하기 위해 음전하 특성을 가질 수 있다.

상기 기능성 유효성분의 수상부는 수용성 유효성분을 포함할 수 있는데, 상기 수용성 유효성분은, 예를 들면 알부틴, 수용성 비타민 C 유도체, 니아신아마이드, 아데노신, N-아세틸글루코스아민, 수용성 식물 추출물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 유상부에 포함되는 지용성 유효성분은, 예를 들면 유용성 비타민 C 유도체; 레티놀; 에스테르계 오일, 마카다미아 오일, 호호바 오일 및 피마자 오일로 이루어진 군에서 선택되는 식물성 오일; 미네랄 오일; 이소헥사데칸; 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.

상기 천연 유래 음이온 계면 활성제는, 예를 들면 디소디움 라우레스 설포석시네이트(Disodium Laureth Sulfosuccinate), 올리브 계면 활성제(Sodium PEG-7 Olive oil Carboxylate), 소디움 코코일 애플 아미노산(sodium cocoyl apple amino acids), 소디움라우릴설포아세테이트(Sodium Lauryl Sulfoacetate), 소디움 코코일 이세치오네이트(Sodium cocoyl isethionate) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 기능성 유효 성분은, 예를 들면 천연 유래 음이온 계면 활성제를 포함하는 지용성 유효성분 함유 용액 상에 수용성 유효성분 함유 용액을 혼합하는 것을 포함하여 제조될 수 있다.

상기 양이온성 키토산 나노입자와 기능성 유효성분의 복합체는, 예를 들면 키토산을 유기산 수용액에 용해시켜 제조된 키토산 용액 상에 겔화제를 첨가 및 교반하면서 초음파처리를 수행하여 양이온성 키토산 나노입자를 제조하고, 천연 유래 음이온 계면 활성제를 포함하는 지용성 유효성분 함유 용액 상에 수용성 유효성분 함유 용액을 혼합한 후, 상기 양이온성 키토산 나노입자를 투입하여 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기와 같이, 에센스 조성물 내에 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 적정 함량 함유시킴으로써, 미세먼지 제거 효율과 피부 기능성 효과의 우수성을 동시에 달성할 수 있다.

상기 에센스 조성물은, 또한 일반적인 마스크팩 에센스 성분에 함유되는 물질을 더 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 에센스 조성물은, 용제, 습윤제, 점도조절제, 스킨컨디셔닝제, 증점제, pH 조절제, 향료 또는 킬레이트제 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩에 의하면, 에센스 조성물에 포함되는 양이온성 키토산 나노입자를 통해 미세먼지를 효과적으로 흡착 제거할 수 있고, 상기 양이온성 키토산 나노입자를 매개로 피부에 전달되는 기능성 유효성분에 의해 각종 피부 기능성 효과가 우수하며, 마스크팩 자체의 피부 밀착력 및 에센스 성분 피부 전달력이 뛰어나다. 따라서, 본 발명에 따른 마스크팩은 미세먼지 제거 효과와 더불어 피부 미백, 주름 개선 또는 피부 보습 효과가 극대화 될 수 있다.

상기 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩의 제조방법은, 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층을 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 포함하는 에센스 조성물에 침지시키 단계를 포함한다.

상기 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층은, 예를 들면 식물성 셀룰로오스 섬유, 합성 부직포 또는 바이오 셀룰로오스 시트일 수 있고, 더 구체적인 예시에서 바이오 셀룰로오스 시트 일 수 있다.

상기 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층이 바이오 셀룰로오스 시트일 경우, 상기 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩의 제조방법은, 코코넛을 포함하는 배양액에 생산 균주를 투입하여 바이오 셀룰로오스를 제조하는 단계; 촉매제를 포함하는 용액에 상기 바이오 셀룰로오스 첨가하여, 상기 바이오 셀룰로오스의 알코올기를 카복실기로 치환하는 단계; 및 상기 용액으로부터 바이오 셀룰로오스를 회수하고, 0.1 mm 내지 5.0 mm의 두께 범위를 가지는 바이오 셀룰로오스층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층이 -50mV 내지 -150mV의 표면 제타 전위를 가지는 3차원 망상구조의 바이오 셀룰로오스 시트일 경우, 상기 침지시키는 단계는, -50mV 내지 -150mV의 표면 제타 전위를 가지는 3차원 망상구조의 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 셀룰로오스층을 상기 에센스 조성물에 침지시키는 것을 포함할 수 있다.

상기 에센스 조성물은, 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 포함하는데, 각 성분의 구체적인 제조 방법과 종류 및 이를 함유하는 에센스 조성물의 제조방법은 전술한 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩에서 언급한 것이 모두 제한없이 적용된다.

상기와 같은 방법에 의해 마스크팩을 제조하는 경우, 피부 표피 혹은 진피층의 미세먼지 제거효과가 우수하고, 피부 기능성 효과의 극대화를 도모할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩 및 이의 제조방법에 대해 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명하나, 하기 예시는 본 발명에 따른 일례에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예로 한정되지 아니함을 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람에게 자명하다.

[제조예 1] - 음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층(A1)의 제조

<셀룰로오스 시트 제조>

코코넛을 분쇄하여 얻어진 코코넛 원액 및 1 중량%의 설탕을 포함하는 배양액을 100℃ 온도 조건에서 30분 정도 끓이면서 잘 섞은 뒤, 실온에서 약 30℃가 될 때까지 식혀 준다. 그 후, 상기 배양액을 가로 32 cm x 세로 33cm 트레이에 투입하고, 전배양된 아세토박터 자일리늄 균주액 5%(v/v)를 접종하며, 30℃에서 10일간 정치배양 하고, 바이오 셀룰로오스의 두께가 15 mm 내지 35mm가 되면 이를 회수하였다.

회수한 바이오 셀룰로오스를 세척 및 원심 분리기를 이용해 탈수시키고, 약 3mm의 두께가 되도록 슬라이싱 한 후, 100 내지 150℃에서 15분 간 멸균하며, 버드나무 가지 추출물 및 글리세린을 포함하는 보존제 용액에 침지 시켰다.

<셀룰로오스 시트 산화>

100g 증류수에 10mg 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-N-옥시 라디칼(TEMPO) 촉매를 녹여 형성된 용액에 상기 제조된 바이오 셀룰로오스 5g과 차아염소산 나트륨 8g을 투입한 후, 상기 용액을 상온에서 pH 10 이상으로 유지하면서 12 내지 24시간 동안 교반하여, 상기 바이오 셀룰로오스를 산화시켰다.

<셀룰로오스층 형성>

상기 용액에서 상등액 부근에 존재하는 반응물인 바이오 셀룰로오스를 채취하고, 채취된 바이오 셀룰로오스를 세척 및 탈수한 후, 동결 건조하여 미세섬유화된 바이오 셀룰로오스를 수득하였다.

수득된 바이오 셀룰로오스를 가로 24cm x 세로 34cm 규격의 직사각형 트레이에 투입한 후, 압축 및 적층하여 두께 약 3.0mm의 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 셀룰로오스층(A1)를 형성하였다.

[비교 제조예 1] - 셀룰로오스층(B1)의 제조

산화 공정을 거치지 아니한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방식으로 셀룰로오스층(B1)을 제조하였다.

[제조예 2] - 양이온성 키토산 나노입자를 포함하는 에센스 조성물(A2)의 제조

<양이온성 키토산 나노입자 제조>

키토산 고분자를 1.5% 아세트산 용액에 용해시켜 약 4mg/ml의 키토산 용액을 준비한 후, 상기 키토산 용액에 트리폴리포스페이트 용액(1mg/ml)을 3mL/hr의 속도로 첨가하면서, 30 내지 50W의 출력으로 초음파 처리를 수행하였다.

키토산 용액:트리폴리포스페이트 용액의 부피비가 5:1이 될 때까지 트리폴리포스페이트 용액을 첨가한 후, 1시간 30분 동안 반응시켜 양이온성 키토산 나노입자를 수득하였다. 그 후, 원심 분리 및 동결 건조 공정을 거쳐 입경이 약 50nm인 양이온성 키토산 나노입자를 제조하였다.

<양이온성 키토산 나노입자-기능성 유효성분 복합체 제조>

별도의 용해조에 존재하는 알부틴을 포함하는 수상부를 혼합하고 약 60℃ 온도까지 가온하여 수상부를 준비하고, 별도의 용해조에 호호바 오일 및 디소디움 라우레스 설포석시네이트를 포함하는 유상부를 혼합하고 약 60℃ 온도까지 가온하여 유상부를 준비하였다.

상기 수상부와 유상부를 온도 조절과 교반이 가능한 진공 유화조 내에 투입하여 호모 믹서를 이용하 3,500 rpm으로 교반하여 유상부에 200nm 이하의 수용성 유효 성분들이 존재하는 수상 성분 입자를 형성시켜 유중 수형 에멀젼 입자 상을 만들었다.

정제수 및 상기에서 제조된 양이온성 키토산 나노입자를 포함하는 용액을 상기 유중 수형 에멀젼 입자 상에 투입하고 교반하여 양이온성 키토산 나노입자의 내부에 기능성 유효 성분이 존재하는 복합체를 제조하였다.

<에센스 조성물 제조>

습윤제로서 글리세린 6 중량%, 프로필렌글라이콜 7중량%, 소듐하이알루로네이트 4 중량% 및 부틸렌글라이콜 5 중량%를 투입하고, 점도 조절제로서 글리세레스-26 2 중량%를 투입하며, 계면 활성제로서 PEG-60 하이드로제네이티드캐스터 오일 0.1 중량% 및 bis-PEG-18 메틸에틸디메틸실란 0.1 중량%를 투입하고, 스킨컨디셔닝제 0.5 중량%를 투입하며, 보존제, 증점제 및 pH 조절제를 포함하는 기타 성분을 0.1 중량% 투입하고, 양이온성 키토산 나노입자가 총 조성물의 7 중량%가 되도록 상기 양이온성 키토산 나노입자-기능성 유효성분 복합체를 투입한 후, 정제수로 전체 조성물이 100 중량%가 되도록 배합하여 에센스 조성물을 제조하였다.

[비교 제조예 2] - 에센스 조성물(B2)의 제조

양이온성 키토산 나노입자-기능성 유효성분 복합체를 포함하지 않은 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방식으로 에센스 조성물을 제조하였다.

[실시예 1] - 마스크팩(A3)의 제조

제조예 1에 따른 셀룰로오스층(A1)을 추가 압축 및 얼굴 형태로 성형 및 재단한 후, 제조예 2에 따른 에센스 조성물(A2) 30g에 침지시켜 마스크팩(A3)을 제조하였다.

[비교예 1] - 마스크팩(B3)의 제조

비교 제조예 1에 따른 셀룰로오스층(B1)을 추가 압축 및 얼굴 형태로 성형 및 재단한 후, 비교 제조예 2에 따른 에센스 조성물(B2) 30g에 침지시켜 마스크팩(B3)을 제조하였다.

[비교예 2] - 마스크팩(B4)의 제조

제조예 1에 따른 셀룰로오스층(A1)을 추가 압축 및 얼굴 형태로 성형 및 재단한 후, 비교 제조예 2에 따른 에센스 조성물(B2) 30g에 침지시켜 마스크팩(B4)을 제조하였다.

[비교예 3] - 마스크팩(B5)의 제조

비교 제조예 1에 따른 셀룰로오스층(B1)을 추가 압축 및 얼굴 형태로 성형 및 재단한 후, 제조예 2에 따른 에센스 조성물(A2) 30g에 침지시켜 마스크팩(B5)을 제조하였다.

[실험예 1] - 셀룰로오스층의 전하 특성 확인

제조예 1 및 비교 제조예 1에 따른 셀룰로오스층의 표면 제타 전위를 Zetasizer (Nano ZS, Malvern Instruments, Ltd, UK) 장비를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	제조예 1	비교 제조예 1
표면 제타 전위	-70.8 mV	-29.2 mV

표 1에 나타난 바와 같이, 제조예 1에 따른 셀룰로오스층은 히드록시기가 카복시기로 전환되어 전체적으로 -50mV 이상의 음전하 특성을 나타내는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 것을 확인할 수 있었고, 비교 제조예 1에 따른 셀룰로오스층은 -50mV 미만의 음전하 특성을 가짐을 확인할 수 있었다.

[실험예 2] - 중금속 제거효율 확인

인공 피부 (2cm x 2cm)를 20% 납 용액에 15분 동안 담지한 후, 상온에서 건조시킨 뒤, 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 마스크팩을 20분 동안 5회 부착 및 탈착 후, 인공 피부에 납 제거정도를 확인하였다. 납의 제거 정도는 세정된 각각의 인공 피부를 5% 질산 수용액 20 mL로 30분 동안 처리한 뒤 피부에 잔존하는 납의 양을 ICP-OES로 측정하여 하기의 식 1에 따라서 중금속 제거율을 계산하였으며, 그 결과를 하기의 표 2에 기재하였다.

[식1]

중금속 제거율(%) = (1- 마스크팩 사용 후 피부의 중금속 함량/납용액 도포 후 피부의 중금속 함량) x 100

	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3
납 제거율(%)	11.2 %	2.4 %	2.5%	5.7%

상기 표 2에서 알 수 있듯이, 실시예 1에 따른 마스크팩이 가장 우수한 중금속 제거효율을 나타냈으며, 순차적으로 비교예 3, 2 및 1 순서로 중금속 제거 효율을 나타내었다. 양이온성 키토산 나노입자를 포함하는 비교예 3의 경우, 비교예 1 및 2 대비 높은 중금속 제거효율을 나타내었으나, 실시예 1에는 미치지 못하였다.

[실험예 3] - 마스크팩의 수분 보유능 확인

실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따른 마스크팩의 수분 보유능을 확인하기 위하여, 마스크팩을 인공피부 조각에 도포 후, 건조시키고 물을 떨어뜨려 접촉각을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3
접촉각	17.1	70.5	39.2	40.5

상기 표 3에 나타난 것처럼, 실시예 1에 따른 마스크팩의 수분 보유능이 가장 우수함을 확인할 수 있었고, 순차적으로 비교예 2, 비교예 3 및 비교예 1 순으로 수분 보유능이 높은 것으로 확인되었다.

실시예 1에 따른 마스크팩은 3차원 망상 구조의 바이오 셀룰로오스층에 기인하여 높은 수분 보유능을 가지는 것으로 판단된다. 일반적으로, 수분 보유력이 높을수록 에센스 내 유효성분을 효과적으로 피부에 전달할 수 있다고 보고되고 있는 바, 실시예 1에 따른 마스크팩은 비교예 1 내지 3에 따른 마스크팩 대비 기능성 유효성분의 전달체 역할을 수행하는 양이온성 키토산 나노입자 및 이에 포함되는 기능성 유효성분을 피부에 효과적으로 전달 할 수 있을 것으로 판단된다.

[실험예 4] - 미백 기능성 효과 실험

실시예 및 비교예에 따른 마스크팩을 20대 여성 20명을 대상으로 4주간 아침 및 저녁 1회씩 사용하기 한 후, 색차계를 이용한 멜라닌 지수 변화의 측정을 통해 피부색 개선 정도를 평가하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

	멜라닌 지수 (N=20)
	0 주	1 주	2 주	3 주	4 주
실시예 1	210.05	198.05	189.05	183.05	179.05
비교예 1	211.12	211.45	210.23	211.45	210.38
비교예 2	211.31	210.37	210.55	211.31	211.16
비교예 3	209.12	202.56	199.27	196.43	193.12

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1에 따른 마스크팩의 경우, 기능성 유효성분인 알부틴에 기인한 미백 기능성 효과가 비교예들이 비해 월등히 우수함을 확인할 수 있었고, 알부틴을 유효 성분으로 포함하는 비교예 3은 미세하게나마 미백 기능성 효과를 보이는 것으로 확인되었지만, 실시예 1에 따른 마스크팩에는 미치지 못하는 것으로 확인되었다.

Claims

음의 표면 제타 전위를 가지는 셀룰로오스층; 및
상기 셀룰로오스층 내부 및/또는 표면에 존재하고, 양이온성 키토산 나노입자 및 상기 양이온성 키토산 나노입자와 복합체를 형성할 수 있는 기능성 유효성분을 함유하는 에센스 조성물을 포함하고,
상기 양이온성 키토산 나노입자는,
키토산을 유기산 수용액에 용해시켜 제조된 키토산 용액 상에 겔화제를 첨가 및 교반하면서 초음파처리를 수행하여 제조되고, 0.1 nm 내지 900 nm의 평균 입경을 가지며 5 mV 내지 100 mV의 표면 제타 전위를 가지고,
상기 기능성 유효성분은,
천연 유래 음이온 계면 활성제를 포함하는 지용성 유효성분 함유 용액 상에 수용성 유효성분 함유 용액을 혼합하는 것을 포함하여 제조되고, 수용성 유효성분을 포함하는 수상부; 상기 수상부 및 지용성 유효성분을 포함하는 유상부; 및 상기 수상부와 유상부의 경계에 존재하는 천연 유래 음이온 계면 활성제;를 포함하는 유중수형 에멀젼 입자이며,
상기 양이온성 키토산 나노입자와 기능성 유효성분의 복합체는,
천연 유래 음이온 계면 활성제를 포함하는 지용성 유효성분 함유 용액 상에 수용성 유효성분 함유 용액을 혼합한 후, 상기 양이온성 키토산 나노입자를 투입하여 제조되는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
제 1항에 있어서,
상기 셀룰로오스층은,
식물성 셀룰로오스 섬유, 합성 부직포 또는 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
제 1항에 있어서,
상기 셀룰로오스층은,
-50mV 내지 -150mV의 표면 제타 전위를 가지는 3차원 망상구조의 바이오 셀룰로오스 시트를 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
제 1항에 있어서,
상기 에센스 조성물은,
2 중량% 내지 15 중량%의 범위 내로 상기 양이온성 키토산 나노입자를 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
제 1항에 있어서,
상기 수용성 유효성분은,
알부틴, 수용성 비타민 C 유도체, 니아신아마이드, 아데노신, N-아세틸글루코스아민, 수용성 식물 추출물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
제 1항에 있어서,
지용성 유효성분은, 유용성 비타민 C 유도체; 레티놀; 에스테르계 오일, 마카다미아 오일, 호호바 오일 및 피마자 오일로 이루어진 군에서 선택되는 식물성 오일; 미네랄 오일; 이소헥사데칸; 실리콘 오일 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
제 1항에 있어서,
상기 천연 유래 음이온 계면 활성제는, 디소디움 라우레스 설포석시네이트(Disodium Laureth Sulfosuccinate), 올리브 계면 활성제(Sodium PEG-7 Olive oil Carboxylate), 소디움 코코일 애플 아미노산(sodium cocoyl apple amino acids), 소디움라우릴설포아세테이트(Sodium Lauryl Sulfoacetate), 소디움 코코일 이세치오네이트(Sodium cocoyl isethionate) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 미세먼지 제거용 기능성 마스크팩.
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