KR20110074914A - 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 함유 자외선차단제 조성물 및 사용 방법 - Google Patents

하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 함유 자외선차단제 조성물 및 사용 방법 Download PDF

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KR20110074914A
KR20110074914A KR1020117011451A KR20117011451A KR20110074914A KR 20110074914 A KR20110074914 A KR 20110074914A KR 1020117011451 A KR1020117011451 A KR 1020117011451A KR 20117011451 A KR20117011451 A KR 20117011451A KR 20110074914 A KR20110074914 A KR 20110074914A
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metal oxide
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로버트 비. 플레처
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다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 무기 금속 산화물 자외선차단제(sunscreen) 입자 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함하는 자외선차단제 조성물; 및 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 갖는 자외선차단제 조성물에 DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함시키는 단계를 포함하는, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 갖는 자외선차단제 조성물의 SPF(일광 보호 지수)를 상승시키는 방법에 관한 것이다.

Description

하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 함유 자외선차단제 조성물 및 사용 방법{Hydroxypropyl methylcellulose-containing sunscreen compositions and methods of use}
관련 출원에 대한 상호참조
본원은 2008년 10월 22일자로 출원된 미국 가출원 제61/107,507호의 이익을 청구한다.
기술분야
본 발명은 자외선차단제(sunscreen) 조성물에 관한 것이다.
썬케어(sun care) 시장에서 유기 자외선차단제와 무기 자외선차단제 사이의 균형은 규제상의 변화와 소비자의 요구에 부응하여 무기 자외선차단제로 기울어 지고 있다. 다수의 국가들이 현재 자외선차단제 라벨 상의 정량적인 UVA 보호를 요구하고 있으며, 산화아연과 이산화티탄은 UVA 보호를 제공하는 수개의 필터들 중의 둘이다. 그러나, 고농도의 무기 자외선자단제가 고가일 수 있고/있거나 피부에 도포되는 경우 바람직하지 않은 백색 외관을 야기할 수 있기 때문에 무기 자외선차단제만을 사용하여 오늘날의 UVA 및 UVB 라벨의 요구를 달성하는 것은 힘든 일일 수 있다.
따라서, 무기 자외선차단제의 농도를 더 낮추고 추가의 유기 자외선차단제를 필요로 하지 않으면서 높은 SPF(일광 보호 인자) 및 높은 UVA 보호의 달성을 돕는 자외선차단 부스터(booster)가 요구된다.
발명의 요지
한 양태에서, 본 발명은 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함하고, 단, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈의 DS메톡실이 1.7 미만인, 자외선차단제 조성물을 제공한다.
또다른 양태에서, 본 발명은 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물에 DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함시키는 단계를 포함하는, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물의 SPF를 상승시키는 방법을 제공한다.
또다른 양태에서, 본 발명은, DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 선택하는 단계 및 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물에 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 혼입시키는 단계를 포함하는, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물의 SPF를 상승시키는 방법을 제공한다.
발명의 상세한 내용
한 양태에서, 본 발명은 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함하고, 단, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈의 DS메톡실이 1.7 미만인, 자외선차단제 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자는 산화아연(ZnO), 이산화티탄(TiO2) 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 한 양태에서, 상기 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자는 안료 등급의 산화아연 또는 안료 등급의 이산화티탄이다.
한 양태에서, 상기 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자는 투명한 산화아연 또는 투명한 이산화티탄이다. 자외선차단제에 사용되는 대부분의 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자는 광 산란에 의해 야기되는, 화장품용으로 바람직하지 않은 백색 외관을 생성시킨다. 따라서, 본 발명에서 사용되는 용어 "투명한 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자"는 도포시, 상기 무기 금속 산화물 조성물을 맑게 하거나 투명해지게 하는 다양한 가공 조건에 의해 생성된 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 언급하는 특별한 의미를 갖는다. 환언하면, 이들 특수 가공된 무기 금속 산화물 조성물은 일단 도포되면 백색을 나타내지 않기 때문에 투명한 것으로 명명된다.
투명한 산화아연의 예는, 예를 들면, 미국 특허 제5,223,250호, 제5,372,805호, 제5,573,753호, 제5,587,148호 및 제5,876,688호에 기술된다. 투명한 산화아연의 한 예는 독일 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 상표명 Z-COTE 하에 시판 중이다. 투명한 산화아연의 또다른 예는 호주 소재의 안타리아 리미티드(Antaria Limited)로부터의 상표명 ZINCLEAR IM 하에 시판 중이다. 투명한 산화아연의 또다른 예는 미국 소재의 악티펌(Actifirm)으로부터 상표명 Z-CLEAR 하에 시판 중이다.
투명한 이산화티탄의 예는, 예를 들면, 미국 특허 제5,573,753호, 제5,733,895호 및 제7,390,355호에 기재되어 있다. 투명한 이산화티탄의 예는 일본 소재의 이시하라 산교 가이샤 리미티드(Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.)로부터 상표명 TIPAQUE 및 TTO-51(A) 하에 시판 중이다. 투명한 이산화티탄의 또다른 예는 독일 소재의 바스프 코포레이션으로부터 상표명 T-COTE 하에 시판 중이다. 투명한 이산화티탄의 또다른 예는 일본 소재의 미요시 가세이(Miyoshi Kasei)로부터 상표명 UFTR 하에 시판 중이다. 투명한 이산화티탄의 또다른 예는 영국 소재의 유니케마(Uniqema)로부터 상표명 SOLAVEIL CLARUS 하에 시판 중이다.
한 양태에서, 상기 투명한 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자는 투명한 산화아연, 투명한 이산화티탄 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 한 양태에서, 상기 투명한 산화아연 자외선차단제 입자는 상기 조성물의 약 0.01 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 50중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 약 25중량%의 양으로 존재한다. 한 양태에서, 상기 투명한 이산화티탄 자외선차단제 입자는 상기 조성물의 약 0.01 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 50중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 약 25중량%의 양으로 존재한다.
하이드록시프로필 메틸셀룰로즈는 일반적으로 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)로부터 상표명 METHOCEL E, F, J 및 K하에 시판 중이다. 셀룰로즈의 중합체성 주쇄는 무수 글루코즈 단위의 반복 구조이다. 셀룰로즈 섬유를 가성 용액에 이어서 메틸 클로라이드 및 프로필렌 옥사이드로 처리하여, 메톡시 그룹 및 하이드록시프로필 그룹으로 치환된 셀룰로즈 에테르를 수득한다. 용어 "DS"는 무수 글루코즈 단위당 메톡실 치환도를 언급한다. 용어 "MS"는 무수 글루코즈 단위당 하이드록시프로폭실 치환도를 언급한다. 각각의 등급은 상기 중합체성 주쇄 상의 메톡시 및 하이드록시프로필 치환에 의해 구분된다.
본 발명에서 유용한 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈는 DS메톡실이 약 1.7 미만이다. 바람직하게는, 상기 DS는 약 1.6 미만, 바람직하게는 약 1.5 미만, 바람직하게는 약 1.4 미만이다. DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈는 일반적으로 더 다우 케미칼 캄파니로부터 상표명 METHOCEL J 및 K 하에 시판 중이다.
한 양태에서, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈는 20℃에서 수중 2% 농도에서의 점도가 약 1cps 내지 약 100,000cps, 바람직하게는 약 5cps 내지 약 30cps, 가장 바람직하게는 약 15cps이다.
한 양태에서, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈는 상기 조성물의 약 0.01 내지 약 30중량%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 15중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 약 5중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 유기 썬케어 활성제, 화장품용으로 허용되는 연화제, 보습제, 콘디셔너, 오일, 현탁제, 불투명화제/펄화제(pearlizer), 계면활성제, 유화제, 방부제, 유동성 개질제, 착색제, pH 조절제, 분사제, 환원제, 항산화제, 향료, 발포제 또는 소포제, 태닝제, 방충제 또는 살생물제 중의 적어도 하나를 포함하는 자외선차단제 제형 분야에서 공지된 기타 성분들을 추가로 혼입할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 자외선차단제 조성물은 보습제, 계면활성제, 연화제 및 방부제 중의 적어도 하나를 포함한다.
또다른 양태에서, 본 발명은, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물에 DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함시키는 단계를 포함하는, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물의 SPF를 상승시키는 방법을 제공한다.
또다른 양태에서, 본 발명은, DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 선택하는 단계, 및 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물에 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 혼입시키는 단계를 포함하는, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물의 SPF를 상승시키는 방법을 제공한다.
실시예
하기 실시예는 단지 예시하기 위한 목적이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의도하지 않는다. 모든 %는 별도의 언급이 없는 한 중량 기준이다.
실시예 1
예시되는 자외선차단제 조성물은 표 1에 열거된 성분들을 함유한다.
성분 배치 1 배치 2
메토셀 K4M 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 1 0
메토셀 J5MS 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 0 1
탈이온수 59.1 59.1
프로필렌 글리콜 1 1
글루캄 E-10 메틸 글루세트-10 1 1
리쿼파르 옵티마(LIQUAPAR OPTIMA) 페녹시 에탄올, 메틸파라벤, 이소프로필파라벤, 이소부틸파라벤, 및 부틸파라벤 0.9 0.9
PEG 40 스테아레이트 1 1
글리세릴 스테아레이트 1 1
프로물겐(PROMULGEN) D 세테아릴 알콜 및 세테아레트-20 3 3
DC 200 디메티콘 2 2
진클리어 IM(ZINCLEAR IM)_50AB(50% 활성)
투명한 산화아연		 30 30
시트르산 적당량
(q.s)		 적당량
배치 1에서, 약 75℃의 물에 메토셀 K4M을 서서히 첨가함으로써 4% 스톡 용액을 제조한다. 배치 2에서 메토셀 J5MS를 냉수와 혼합하고 진탕하에 NaOH를 첨가하여 상기 pH를 증가시킴으로써 4% 스톡 용액을 제조한다. 상기 메토셀 스톡 용액이 제조되는 상기 스톡 용액의 제조방법을 넘어서서, 배치 1 및 2의 제조방법은 동일하다. 일단 상기 미토셀이 균질하게 혼합되면, 상기 분산액을 실온으로 냉각시켰다. 추가의 물, 프로필렌 글리콜, 메틸 글루세트 및 옵티마(OPTIMA)를 실온에서 합한 다음, 상기 4% 메토셀 스톡을 첨가하여 제1 혼합물을 형성한다. 이어서, 상기 혼합물을 약 75℃로 가열하여 모든 고체 성분들을 용해시켰다.
PEG 40 스테아레이트, 글리세릴 스테아레이트, 세테아릴 알콜 및 세테아레트-20, 디메티콘 및 투명한 산화아연을 합하여 제2 혼합물을 형성한 다음, 상기 혼합물을 약 75℃로 가열하여 모든 고체 성분들을 용해시켰다.
상기 제1 혼합물 및 제2 혼합물을 둘 다 비교적 고온, 즉 약 75℃로 유지시키면서 합하여 실버슨(Silverson) IKA 균질화기를 사용하여 혼합한다. pH 약 7.5 내지 약 8에 도달할 때까지 시트르산을 적가한다.
실시예 2(비교용)
비교용 자외선차단제 조성물은 표 2에 열거된 성분들을 함유한다.
성분 비교용
배치 A 		비교용
배치 B
메토셀 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 F4M 1 0
메토셀 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 E4M 0 1
탈이온수 59.1 59.1
프로필렌 글리콜 1 1
글루캄 E-10 메틸 글루세트-10 1 1
리쿼파르 옵티마(LIQUAPAR OPTIMA) 페녹시 에탄올, 메틸파라벤, 이소프로필파라벤, 이소부틸파라벤, 및 부틸파라벤 0.9 0.9
PEG 40 스테아레이트 1 1
글리세릴 스테아레이트 1 1
프로물겐(PROMULGEN) D 세테아릴 알콜 및 세테아레트-20 3 3
DC 200 디메티콘 2 2
진클리어 IM(ZINCLEAR IM)_50AB(50% 활성) 투명한 산화아연 30 30
시트르산 적당량 적당량
상기 조성물은 실질적으로 실시예 1에서 상술한 바와 같이 제조한다. 메토셀 E4M 및 메토셀 F4M은 둘 다 실시예 1, 배치 1에서 기술된 고온수 방법을 사용하여 제조한다.
실시예 3
실질적으로 실시예 1 및 2의 프로토콜에 따라 제조된 자외선차단제 조성물을 제조하고, 이들의 SPF 값을 측정하고 표 3에 기재하였다.
Figure pct00001
상기 SPF는 실질적으로 하기 프로토콜에 따라 시험관내 기술을 사용하여 측정하였다:
초기에, 거친(roughened) PMMA 기판(판매원: SCHONBERG GmbH & Co. KG, 독일 함부르크 소재)의 중량을 측정한다. 이어서, 시험될 배치를 기판 상에 침착시킨 다음, 7㎛ 드로 다운 막대(draw down bar)를 사용하여 신속하게 평탄화시켜 얇은 균일한 층을 달성한다. 상기 층을 약 20분 동안 건조시키고, 상기 기판 중량과 상기 건조된 균일한 층의 중량을 합한 중량을 측정한다.
건조된 균일한 층의 UV 흡광도를 상기 층의 여러 지점에서 랍스피어(LABSPHERE) 1000S 분광계를 사용하여 측정하였다.
상기 층의 고체 백분율은 메틀러(METTLER) LP 16 고체 분석기를 사용하여 측정한다. 상기 건조된 필름의 중량 및 상기 층의 고형분을 사용하여, 침착 직후 원래의 습윤층의 중량 및 이에 따른 밀도가 계산될 수 있다. 이러한 정보를 사용하여, 상기 SPF는 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다:
Figure pct00002
상기 수학식 1에서,
E(λ) = 표준 일광 스펙트럼의 분광복사조도(spectral irradiance)이고,
S(λ) = 파장 λ에서의 홍반 작용 스펙트럼(erythemal action spectrum)이고,
A(λ) = 파장 λ에서의 보정된 분광 흡광도(spectral absorbance)[보정 인자는 (침착 직후 원래의 습윤층을 사용하여) 2.0mg/cm2의 습윤층 밀도에서의 흡광도를 설정하기 위해 상기 데이타를 외삽하여 계산된다]이다.
표 3에서의 결과는 각각의 배치에 대해 적어도 27회 측정한 값의 평균이다. 본 발명은 메토셀 E4M을 갖는 조성물(비교용 배치 B)에 비해 14% 및 19%의 SPF 부스트(boost)를 생성시킨다.
실시예 4
예시되는 자외선차단제 조성물은 표 4에 열거된 성분들을 함유한다.
성분 배치 4 배치 5 배치 6
메토셀 J75MS 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈 1 2 1
탈이온수 59.1 58.1 59.1
프로필렌 글리콜 1 1 1
글루캄 E-10 메틸 글루세트-10 1 1 1
리쿼파르 옵티마 페녹시 에탄올, 메틸파라벤, 이소프로필파라벤, 이소부틸파라벤, 및 부틸파라벤 0.9 0.9 0.9
PEG 40 스테아레이트 1 1 1
글리세릴 스테아레이트 1 1 1
프로물겐 D 세테아릴 알콜 및 세테아레트-20 3 3 3
DC 200 디메티콘 2 2 2
T-올레오(33% 활성) 투명한 이산화티탄 0 0 30
진클리어 IM_50AB(50% 활성)
투명한 산화아연		 30 30 0
시트르산 적당량 적당량 적당량
상기 조성물은 실질적으로 실시예 1에서 상술한 바와 같이 제조한다.
실시예 5
실질적으로 실시예 4의 프로토콜에 따라 제조된 자외선차단제 조성물을 제조하고, 이들의 SPF 값을 측정하고, 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 함유하지 않는 조성물로부터의 SPF 개선율(%)을 표 5에 기재하였다.
Figure pct00003
상기 SPF는 실질적으로 하기 프로토콜에 따라 생체내 기술을 사용하여 측정하였다:
대상자의 (자외선 차단제를 도포하지 않은) 등 부분을, 일광 시뮬레이터(solar simulator), 통상 일광-유사 스펙트럼(UVB: 290 내지 320nm 및 UVA: 320 내지 400nm)을 모사한 필터를 갖는 150-와트 제논 아크 버저(Xenon Arc Berger) 일광 자외선 시뮬레이터(제조원: Solar Light Co., 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재)에 증분적 시간 간격 동안 노출시킨다. 상기 대상자는 전문 관찰자의 눈에 피부가 거의 분홍색으로 보일 때까지 노출된다. 이어서, 상기 대상자의 노출되지 않은 등의 인접 영역 위에, 시험 자외선차단제 2mg/cm2을 균일하게 도포하고 약 15분 동안 건조되게 둔다. 이어서, 상기 영역을 상술한 전문 관찰자의 눈에 피부가 거의 분홍색으로 보일 때까지 상기 일광 시뮬레이터에 증분적 시간 간격 동안 노출시킨다. 이어서, 상기 보호된 피부와 상기 보호되지 않은 피부에 대해 상기 분홍색을 수득하는데 걸린 노출 기간(최소 홍반량(MED; Minimal Erythema Dose))의 비를 구하여 하기 수학식 2를 사용하여 생체내 SPF를 수득한다:
Figure pct00004
본 발명은 본 명세서에서 특정하게 기술되고 예시된 양태로 한정되지 않음이 이해된다. 본 발명의 다양한 변형은 당분야의 숙련가들에게 명백할 것이다. 이러한 변화 및 변형은 첨부된 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 더욱이, 각각의 기재된 범위는 범위들의 모든 조합 및 하위 조합을 포함할 뿐만 아니라 이러한 범위 내에 포함되는 특정한 수도 포함한다. 추가로, 본 명세서에 인용되거나 기술된 각각의 특허, 특허원 및 공보의 기술내용은 이의 전문이 본 명세서에 참조로 인용된다.

Claims (14)

  1. 무기 금속 산화물 자외선차단제(sunscreen) 입자 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함하고, 단, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈의 DS메톡실이 1.7 미만인, 자외선차단제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자가 산화아연, 이산화티탄 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는, 자외선차단제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자가 투명한 산화아연 또는 투명한 이산화티탄인, 자외선차단제 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 투명한 산화아연 자외선차단제 입자가 상기 조성물의 약 0.01 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 50중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 약 25중량%의 양으로 존재하는, 자외선차단제 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 투명한 이산화티탄 자외선차단제 입자가 상기 조성물의 약 0.01 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 50중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 약 25중량%의 양으로 존재하는, 자외선차단제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈가 상기 조성물의 약 0.01 내지 약 30중량%, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 15중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 약 5중량%의 양으로 존재하는, 자외선차단제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈의 DS메톡실이 약 1.6 미만, 바람직하게는 약 1.5 미만, 바람직하게는 약 1.4 미만인, 자외선차단제 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈의 수중 2%에서의 점도가 약 1 내지 약 100,000cps, 바람직하게는 약 15cps인, 자외선차단제 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 보습제를 추가로 포함하는, 자외선차단제 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 계면활성제를 추가로 포함하는, 자외선차단제 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 연화제를 추가로 포함하는, 자외선차단제 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 방부제를 추가로 포함하는, 자외선차단제 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 유기 썬케어 활성제(sun care active)를 추가로 포함하는, 자외선차단제 조성물.
  14. a) 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물에 DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 포함시키는 단계 또는
    b) DS메톡실이 1.7 미만인 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 선택하고, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물에 상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로즈를 혼입시키는 단계
    를 포함하는, 무기 금속 산화물 자외선차단제 입자를 포함하는 자외선차단제 조성물의 SPF를 상승시키는 방법.
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