KR20110080066A - 피부 미용 시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피부 미용 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로 부직포 상에 2중층의 나노섬유층이 형성되고, 상기 2중층의 나노섬유층 상에 플라즈마 처리기술로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트에 관한 것이다. 본 발명에서 생분해성을 지닌 기능성 고분자를 포함하는 혼합물에 전기방사방식을 적용시켜 제조한 Core-shell 구조의 나노섬유층은 미용 시트의 표면에 넓은 표면적과 향상된 부착력을 제공하며, 미용 시트의 물성(Mechanical properties)을 향상 시킬 수 있으며, 피부에 유효성분을 적절히 전달(controlled release)할 수 있는 효과가 있다. 또한, 키토산, TiO2를 첨가함으로써 항미생물, 먼지 차단, 오염 방지 등의 효과가 있으며, 나노섬유층 위에 상압 플라즈마 처리를 통해 친수성의 표면을 제조하여 피부에 대한 미용시트의 밀착력을 증가시켜 사용상의 편의를 도모하며, 피부에 전달하고자 하는 유효성분을 외부환경으로부터 보호하고 변질을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

피부 미용 시트 및 이의 제조방법{Skin Beautifying Sheet And Method For Preparation Thereof}
본 발명은 피부 미용 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로 부직포 상에 2중층의 나노섬유층이 형성되고, 상기 2중층의 나노섬유층 상에 플라즈마 처리기술로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트에 관한 것이다.
깨끗한 피부는 미인이 갖추어야 할 중요한 조건으로 피부의 트러블과 노화를 막기 위한 예전부터 여러 가지 기능성 제품들이 많이 사용되어져 왔으며 미용시트도 그 중 하나이다.
종래의 일반적인 미용시트는 피부 트러블 완화, 수분 공급, 탄력 부여, 항균, 주름 개선, 미백 등의 기능을 부여하기 위해 일반적인 부직포에 천연재료의 추출물을 포함한 에센스 또는 비타민 등의 영양물질을 함유한 에센스 등을 흡수시켜 제조되었으며, 필요로 하는 기능을 적절하게 선택하여 사용 가능하도록 하였다.
하지만, 종래의 미용시트가 가지는 거친 구조는 피부 깊은 부분까지 유효성분을 충분히 전달할 수 없으며, 피부에 적절히 전달(controlled release)하는 기능을 갖고 있지 않으며, 부착력을 더하기 위해 과량의 에센스를 첨가함으로써 사용상 다소 불쾌한 느낌과 사용 후 처리하는데 있어서 불편함을 주며 에센스가 낭비되는 문제점을 가지고 있다.
또한, 종래의 에센스와 미용시트 제품은 항균처리과정을 충분히 거치더라도 유통과정에서 발생하는 특수한 상황에 의해서 오염될 가능성이 잠재되어 있는 문제점이 있다.
한편, 섬유를 형성하는 방법에 있어서 미세구조를 갖는 나노섬유를 대량 생산할 수 있는 전기방사법이 알려지면서 필터, 센서, 생명공학, 조직공학 등을 위한 재료의 제조 공정에 적용되고 있다. 특히, 조직공학의 응용분야로써 조직재생용 스캐폴드(scaffold) 등 각종 의료용 재료가 뛰어난 물성을 지닌 나노섬유를 기반으로 만들어지고 있으며, 앞선 여러 연구보고에 따르면 나노섬유는 세포 부착과 성장을 촉진시키는 재료로 평가받고 있다.
또한, 나노섬유는 약물 등, 유효성분의 전달 속도 및 방출 시간을 조절하여 치료효과를 높이는 동시에 약물이 한꺼번에 대량으로 방출되어 생길 수 있는 부작용이나 독성을 막고 안정성을 높이는 기능을 가지고 있다.
기체 상태의 물질이 에너지를 받으면 이온화된 입자들로 분해되게 되는데 이러한 이온화된 입자 즉, 양과 음의 입자들이 동일한 수로 존재하여 전체적으로는 중성을 띄는 물질 상태를 플라즈마라 한다. 플라즈마를 이용한 산업분야는 산업화가 진행됨에 따라 점점 더 다양해지고 있으며, 크게 고온 및 진공상태에서 처리하는 고온 플라즈마 기술과 저온 및 상압상태에서 처리하는 상압 플라즈마 기술이 있다. 이 중, 상압 플라즈마 기술은 물질의 표면에 생체물질에 대한 활성화 또는 비활성화 영역을 제공할 수 있으며, 재현성 및 집적도가 높고 저가로 신속한 제작이 가능한 기술로 알려져 있다.
본 발명은 상기 종래 미용 시트의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 넓은 표면적과 향상된 부착력을 가지고 있고, 피부에 유효성분을 적절히 전달(controlled release)할 수 있으며, 아울러 외부의 물질 유입에 의한 항미생물, 먼지 차단, 오염 방지 등의 효과 및 외부환경에 의해 피부에 전달하고자 하는 유효성분이 변질되지 않는 미용 시트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 피부 미용 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로 부직포 상에 2중층의 나노섬유층이 형성되고, 상기 2중층의 나노섬유층 상에 플라즈마 처리기술로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 2중층의 나노섬유층은 생체적합 고분자를 포함하는 상부 나노섬유층과 생체적합 고분자 및 산화티탄(TiO2)을 포함하는 하부 나노섬유층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 상부 나노섬유층은 본 발명이 목적하는 표면적 증대 및 부착력 향상 효과를 충분히 발휘하기 위하여 core-shell 구조로 형성되는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 core-shell 구조는 전기방사(electrospinning)방식에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 전기방사방식은 전하를 이용해서 마이크로 또는 나노미터 크기의 매우 미세한 섬유 또는 구조체를 액상으로부터 연신해서 다른 곳에 쌓는 방법이다.
상기 상부 나노섬유층의 core-shell 구조에 의해, 본 발명에 따른 피부 미용 시트는 물성이 개선될 수 있으며, 피부에 다양한 기능성 유효성분을 적절하게 전달(controlled release)할 수 있다.
상기 core-shell 구조로 형성되는 상부 나노섬유층에 포함되는 생체적합 고분자는 생체, 특히 피부에 대한 거부 반응이 적은 고분자라면 특별히 그 종류가 제한되는 것은 아니나, 코어(core) 부분에는 생체에 무해하고, 물성이 뛰어나며 나노 섬유(nano fiber)로 제작 가능한 폴리우레탄(PU) 또는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 피부 등에 유효성분을 전달하는 부분인 셀(shell) 부분은 생분해성을 지닌 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리락틱산(PLA), 폴리-L-락틱산(PLLA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리하이드록시벨러레이트(PHV), 폴리언하이드라이드(Polyanhydride), 폴리오르도에스테르(Polyorthoesters), 폴리이미노카르보네이트(Polyiminocarbonate) 등의 생체적합성 고분자 또는 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란, 알긴산, 키토산 등의 생체적합성 천연고분자를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이중층 나노섬유층 중 하부 나노섬유층은 생분해성을 지닌 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리락틱산(PLA), 폴리-L-락틱산(PLLA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리하이드록시벨러레이트(PHV), 폴리언하이드라이드(Polyanhydride), 폴리오르도에스테르(Polyorthoesters), 폴리이미노카르보네이트(Polyiminocarbonate) 등의 생체적합성 고분자 또는 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란, 알긴산 등의 생체적합성 천연고분자를 사용하는 것이 바람직하며, 첨가물로서 산화티탄(TiO2) 또는 키토산을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하부 나노섬유층은 외부의 오염 물질이 유입되는 것을 막아, 본 발명에 따른 피부 미용 시트에 항미생물, 먼지 차단, 오염 방지 등의 효과를 부여할 수 있다. 특히, 하부 나노섬유층에 첨가물로 포함되는 산화티탄(TiO2)은 자외선 차단 효과, 항산화(항노화) 효과, 미백 효과와 광촉매 기능에 의한 오염물질 분해, 살균, 정화효과에 관여한다.
상기 하부 나노섬유층은 대량생산이 용이한 전기방사(electrospinning)방식을 통하여 형성될 수 있다.
상기 플라즈마 처리기술은, 특히 상압 플라즈마 처리기술을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 피부 미용 시트는 나노섬유층 위에 상압 플라즈마 처리를 통해 친수성의 표면을 형성하여 피부에 대한 미용 시트의 밀착력을 증가시켜 사용상의 편의를 도모하며, 피부에 전달하고자 하는 유효성분을 외부환경으로부터 보호하고 변질을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 피부 미용 시트의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 마, 면, 레이온, 폴리에스터(PET) 또는 폴리프로필렌(PP) 중 어느 하나 또는 2 이상을 혼방한 것을 재료로 살균 및 항균처리를 하여 부직포 시트를 준비한다.
다음으로, 메틸렌 클로라이드(Methylene Chloride, MC) : 디메틸 포름아마이드(Dimethyl formamide, DMF) = 3 내지 4 : 1 내지 2 의 비율로 혼합한 용매에 생체 적합 고분자를 10~15 중량%, 첨가물을 1 ~ 7 중량% 혼합하여, 상온 상압 조건에서 24 내지 72시간 정도 교반하여 전기방사를 위한 첨가물-고분자 복합물을 제조한다. 여기서, 상기 생체 적합성 고분자는 PCL, PGA, PLA, PLLA, PVA, PHB, PHV, Polyanhydride, Poly(ortho esters), Polyiminocarbonate 등의 생체 적합성 고분자 또는 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란, 알긴산, 키토산 등의 생체적합성 천연고분자가 사용될 수 있으며, 필요에 따라서는 상기 생체 적합성 고분자 물질 중에서 2 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 첨가물은 산화티탄(TiO2) 또는 항미생물, 먼지 차단, 오염 방지 효과가 있는 키토산을 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 산화티탄 및 키토산의 혼합물을 첨가할 수도 있다.
그런 다음, 상기 제조된 첨가물-고분자 복합물을 상온 상압 조건에서 0.0005 ~ 0.0015 ml/min의 속도로 주입하면서, 15 내지 20kV의 전압을 가하여 전기 방사함으로써 상기에서 준비된 부직포시트 상에 하부 나노섬유층을 형성한다.
다음으로, 코어-셀(core-shell) 구조의 상부 나노섬유층은 다음과 같이 형성할 수 있다.
먼저, 코어(core)부분 구성하기 위한 고분자 복합물을 제조하기 위해 DMF (Dimethyl formaide)를 용매로 생체에 무해하고 물성이 우수한 고분자를 8 ~ 12 중량% 더하여 상온 상압 조건에서 24 ~ 72시간동안 교반하여 준비한다. 상기 코어 부분을 구성하는 고분자는 생체에 무해하고 물성이 뛰어난 고분자라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 폴리우레탄(PU), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)등의 고분자가 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.
다음으로, 셀(shell)부분을 구성하기 위한 생체적합성 고분자/ 유효성분 복합물을 제조하기 위해 TFE(Trifluoroethanol)을 용매로 생분해성 고분자 10 ~ 20 중량%, 유효성분 2 ~ 5 중량% 더하여 상온 상압 조건에서 10 ~ 48시간동안 교반하여 준비한다. 여기서, 셀 부분을 구성하는 상기 생체적합성 고분자는 생분해성을 지닌 생체적합성 고분자라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리락틱산(PLA), 폴리-L-락틱산(PLLA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리하이드록시벨러레이트(PHV), 폴리언하이드라이드(Polyanhydride), 폴리오르도에스테르(Polyorthoesters), 폴리이미노카르보네이트(Polyiminocarbonate) 등의 생체적합성 고분자 또는 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란, 알긴산, 키토산 등의 생체적합성 천연고분자 중에서 어느 하나를 선택하여 또는 2이상을 선택 및 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 유효성분은 사용자가 필요로 하는 기능에 따라 여러 가지 다양한 유효 성분이 사용될 수 있어 그 종류가 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들면 Vitamin A, Vitamin B, Vitamin E 등의 영양성분, 검은콩 추출물, 녹두 추출물, 율무 추출물, 현미 추출물 등과 같은 곡물 추출물, 오렌지 추출물, 자몽 추출물, 파파야 열매 추출물 등과 같은 과일 추출물 또는 백합 추출물, 베타글루칸, 세라마이드, 알게 추출물, 알부틴, 알파하이드록시산, 코엔자임, 하이루론산 등과 같은 각종 천연 추출물이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기에서 제조된 코어 부분 고분자 복합물은 코어(core) 부분으로, 셀 부분 생체적합성 고분자/ 유효성분 복합물은 셀(shell) 부분으로 주입할 수 있는 노즐을 사용하여 상온 상압 조건에서 0.0025 ~ 0.005 ml/min의 속도로 주입하면서 15 ~ 20kV의 전압을 가하여 전기 방사함으로써, 상기 하부 나노섬유층 위에 코어-셀(core-shell) 구조의 나노섬유층으로 이루어진 상부 나노섬유층을 형성하고, 이로써 2중층 나노섬유층을 포함하는 시트를 제조한다.
마지막으로, 상기 2중층의 나노섬유층을 포함하는 시트의 표면을 처리하기 위하여, 상온 상압 조건에서 산소(O2) 플라즈마, 아르곤(Ar) 플라즈마 또는 공기(air) 플라즈마 중 어느 하나를 5 ~ 15분 동안 15 ~ 20kV의 세기로 처리하여 본 발명의 피부미용시트를 완성한다.
본 발명에 의하면, 생분해성을 지닌 PCL, PLA, PAAL, PVA 등의 생체적합성 고분자 및 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란, 알긴산 등의 기능성 고분자를 혼합한 혼합물에 전기방사방식을 적용시켜 제조한 Core-shell 나노섬유층은 미용 시트의 표면에 넓은 표면적과 향상된 부착력을 제공하며, 미용 시트의 물성(Mechanical properties)을 향상 시킬 수 있으며, 피부에 유효성분을 적절히 전달(controlled release)할 수 있는 효과가 있다.
또한, 키토산, TiO2를 첨가함으로써 외부의 물질 유입을 막아 항미생물, 먼지 차단, 오염 방지 등의 효과가 있으며, 특히 TiO2의 자외선 차단 효과, 항산화(항노화) 효과, 미백 효과와 광촉매 기능에 의한 오염물질 분해, 살균, 정화효과를 얻을 수 있다.
또한, 나노섬유층 위에 상압 플라즈마 처리를 통해 친수성의 표면을 제조하여 피부에 대한 미용시트의 밀착력을 증가시켜 사용상의 편의를 도모하며, 피부에 전달하고자 하는 유효성분을 외부환경으로부터 보호하고 변질을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 피부미용 시트(실시예 1 내지 9-1) 및 비교예의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 피부미용 시트(실시예 1 내지 9-4) 및 비교예(control)에 대한 항균성 검사 결과를 나타낸 것으로, (a)는 그램 음성 박테리아(Gram negative Bacteria)인 E. Coli에 대한 항균성 검사 결과이고, (b)는 그램 양성 박테리아(Gram positive Bacteria)인 B. Subtillis에 대한 항균성 검사 결과이다.
도 3은 본 발명에 따른 피부미용 시트와 상압 플라즈마 처리 전단계의 2중층 나노섬유층을 포함하는 시트의 XPS 선형 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 PCL 나노섬유, PCL/Gelatin /Vitamin C의 복합물(PGV) 나노섬유, 코어(PU)-셀(PGV)구조 나노섬유, 산소 플라즈마 처리한 코어(PU)-셀(PGV)구조 나노섬유의 물성(인장강도 및 극한변형도) 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 피부미용시트의 생체적합성을 시험하기 위하여, 세포 배양 실험을 수행한 결과를 나타내는 사진에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
전기방사 조건 관련 용어의 설명
이하, 실시예들에서 사용된 전기방사 조건에 관한 용어에 대해 설명하도록 한다.
'random'과 'align'는 전기방사방식을 통해 nanofiber을 제작할 때, 사용하는 collector의 종류에 의해 구분되어지는 것으로, 상기 collector란 노즐을 통해 분사된 nanofiber가 쌓이는 판 내지는 바닥을 의미한다. normal collector는 단순한 판 형태의 collector로, 노즐(syringe needle)로부터 nanofiber가 무작위로 흩뿌려져 나와 'random'한 형태로 쌓이게 된다. 한편, 일정한 속도로 회전할 수 있는 원통 형태의 rotary collector 위에 nanofiber를 받게되면, 노즐로부터 분사된 nanofiber가 회전방향으로 일정하게 배열되는 'align'한 형태를 갖게 된다. 'align cross'는 'align'한 형태로 제작된 nanofiber위에 rotary collector의 회전축을 수직으로 바꾼 뒤 전기방사를 한 번 더 실시하여 각각의 'align'한 nanofiber들이 수직방향으로 배열되게 만든 것이다. 따라서, 하기 실시예들에 표시되어 있는 'random', 'align', 'align cross'는 이러한 제작기법 상의 차이를 의미하고, 이러한 차이로 인해 물성이 각각 다르게 나타나며, 섬유를 수직으로 배향시킨 align cross(도 1의 j 참조)가 가장 뛰어난 물성을 지닌 것으로 확인되었다.
'microfiber'와 'nanofiber'는 섬유의 직경에 따라 분류된 것으로, 전기방사 시 사용하는 노즐(syringe needle)의 크기(gauge)에 따라 형성되는 섬유의 평균 직경이 달라진 것을 구분한 것이다. 큰 노즐을 사용하여 제작된 섬유는 평균 직경이 1μm 이상이므로 'microfiber'라고 명명하였으며, 보다 작은 노즐을 사용하여 제작된 섬유는 평균 직경이 수백 nm범위이므로 'nanofiber'라고 명명하였다.
실시예-1 : PCL + 0.25 중량% TiO 2 (전기방사 조건: nanofiber, random)
1. 부직포 시트의 준비
폴리에스터(PET)를 재료로 살균 및 항균처리를 하여 부직포 시트를 준비하였다.
2. 하부 나노섬유층의 형성
다음으로, 메틸렌 클로라이드(Methylene Chloride, MC) : 디메틸 포름아마이드(Dimethyl formamide, DMF) = 3 : 1의 비율로 혼합한 용매에 생체 적합 고분자(PCL)를 12 중량%, 첨가물로서 산화티탄(TiO2)을 0.25 중량% 혼합하여, 상온 상압 조건에서 24 시간 정도 교반하여 전기방사를 위한 TiO2-고분자 복합물을 제조하였다.
그런 다음, 상기 제조된 TiO2-고분자 복합물을 상온 상압 조건에서 0.001ml/min의 속도로 주입하면서, 15 내지 20kV의 전압을 가하여 상기 1.에서 준비된 부직포시트 상에 전기 방사한 TiO2 첨가 나노섬유로 이루어진 하부 나노섬유층을 형성하였다.
3. 상부 나노섬유층의 형성
다음으로, 코어-셀(core-shell) 구조의 상부 나노섬유층은 다음과 같이 형성하였다.
① 먼저, 코어(core)부분을 구성하기 위한 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 복합물을 제조하기 위해 DMF (Dimethyl formamide)를 용매로 폴리우레탄을 10 중량% 더하여 상온 상압 조건에서 24 시간동안 교반하여 준비하였다.
② 다음으로, 셀(shell)부분을 구성하기 위한 폴리카프로락톤(Poly ε-caprolactone, PCL)/ 젤라틴(Gelatin) /비타민(Vitamin) C 복합물을 제조하기 위해 TFE(Trifluoroethanol)을 용매로 PCL 8 중량%, Gelatin 8 중량%, Vitamin C 분말 4 중량% 더하여 상온상압 조건에서 20 시간동안 교반하여 준비하였다.
③ 그 후, 코어-셀(core-shell) 구조의 형태로 제작하기 위하여 동시에 ①에서 제조한 용액은 코어(core) 부분으로, ②에서 제조한 용액은 셀(shell) 부분으로 주입할 수 있는 노즐을 사용하여 상온 상압 조건에서 0.005 ml/min의 속도로 주입하면서 17 kV의 전압으로 전기 방사하여, 상기 2.에서 형성된 하부 나노섬유층 위에 코어-셀(core-shell) 구조의 나노섬유로 이루어진 상부 나노섬유층을 형성하였고, 이로써 2 중층의 나노섬유층이 형성된 시트를 제조하였다.
4. 플라즈마 처리
마지막으로, 상기 3.에서 얻어진 2중층의 나노섬유층이 형성된 시트의 표면을 처리하기 위하여, 상온 상압 조건에서 산소(O2) 플라즈마를 10분 동안 20kV의 세기로 처리하여 본 발명에 따른 피부미용시트를 완성하였다(도 1의 b 참조).
실시예 -2 : PCL + 0.5 중량% TiO 2 (전기방사 조건: nanofiber , random )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 0.5 중량% 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 c 참조).
실시예 -3 : PCL + 1.0 중량% TiO 2 (전기방사 조건: nanofiber , random )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 1.0 중량% 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 d 참조).
실시예 -4 : PCL + 1.0 중량% TiO 2 (전기방사 조건: nanofiber , align )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 1.0 중량% 첨가하는 것과 전기방사 조건이 nanofiber 및 align 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 e 참조).
실시예 -5 : PCL + 0.25 중량% TiO 2 (전기방사 조건: microfiber , random )
전기방사 조건이 microfiber 및 random 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 f 참조).
실시예 -6 : PCL + 0.5 중량% TiO 2 (전기방사 조건: microfiber , random )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 0.5 중량% 첨가하는 것과 전기방사 조건이 microfiber 및 random 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 g 참조).
실시예 -7 : PCL + 1.0 중량% TiO 2 (전기방사 조건: microfiber , random )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 1.0 중량% 첨가하는 것과 전기방사 조건이 microfiber 및 random 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 h 참조).
실시예 -8 : PCL + 1.0 중량% TiO 2 (전기방사 조건: microfiber , align )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 1.0 중량% 첨가하는 것과 전기방사 조건이 microfiber 및 align 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 i 참조).
실시예 -9-1 : PCL + 0.25 중량% TiO 2 (전기방사 조건: nanofiber , align cross )
전기방사 조건이 nanofiber 및 align cross 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 j 참조).
실시예 -9-2 : PCL + 0.5 중량% TiO 2 (전기방사 조건: nanofiber , align cross )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 0.5 중량% 첨가하는 것과 전기방사 조건이 nanofiber 및 align cross 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다.
실시예 -9-3 : PCL + 0.25 중량% TiO 2 (전기방사 조건: microfiber , align cross )
전기방사 조건이 microfiber 및 align cross 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다.
실시예 -9-4 : PCL + 0.5 중량% TiO 2 (전기방사 조건: microfiber , align cross )
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 0.5 중량% 첨가하는 것과 전기방사 조건이 microfiber 및 align cross 인 것을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다.
비교예
하부 나노섬유층 형성시 산화티탄(TiO2)을 첨가하지 않는 점을 제외하고는 상기 실시예-1과 동일한 방법으로 피부미용시트를 제조하였다(도 1의 a 참조).
<실험예>
이하, 상기 실시예에서 제조된 본 발명에 따른 피부미용시트에 대한 항균성, XPS 선형 분석, 물성, 세포배양 등의 실험 및 그 결과에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
1. 본 발명에 따른 피부미용 시트의 항균성 검사
그램 음성 박테리아(Gram negative Bacteria)로써 E. Coli를, 그램 양성 박테리아(Gram positive Bacteria)로써 B. Subtillis를 준비하여 샬레(Schale) 위에 도포한 뒤 상기 실시예-1 내지 실시예-9-4에서 제작된 TiO2 첨가 농도 및 전기방사조건을 달리한 각각의 피부미용시트를 가로 × 세로 × 두께 (1cm × 1cm × 150μm)로 자른 것을 24시간동안 올려두어 항균 능력을 비교예(대조군, control)와 비교하였으며, 그 결과는 도 2에 나타난 바와 같았다.
도 2에서, ①은 실시예-1을, ②는 실시예-2를, ③은 실시예-3을,④는 실시예-4를, ⑤는 실시예-5를, ⑥은 실시예-6을, ⑦은 실시예-7을, ⑧은 실시예-8을, ⑨-1은 실시예-9-1을, ⑨-2는 실시예-9-2를, ⑨-3은 실시예-9-3을, ⑨-4는 실시예-9-4를, control은 비교 예를 각각 나타낸다.
도 2의 (a)에 의하면, 그램 음성 박테리아 E. Coli에 대해 control의 경우 그 주위에 박테리아가 제거되지 않아 시트 주위가 부옇게 그대로 존재한 반면에 본 발명에 따른 피부 미용시트(① ~ ⑨-4)의 주변부는 박테리아가 제거되어 투명하게 보임을 확인할 수 있다. 또한, 도 2의 (b)에 의하면, 그램 양성 박테리아인 B. Subtillis에 대해서도 control 주변부는 그대로 부옇게 남아 있으나, 본 발명에 따른 피부미용시트(① ~ ③, ⑤ ~ ⑦)의 주변은 박테리아가 제거되어 투명하게 보임을 확인 할 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 피부미용시트의 항균성이 우수함을 상기 실험결과를 통해 확인할 수 있었다.
2. 본 발명에 따른 피부미용 시트의 XPS 선형 분석
상기 실시예에서 제조된 피부미용시트와 상압 플라즈마 처리를 하지 않은 전단계인 2중층 나노섬유층을 포함하는 시트에 대해서 XPS 선형 분석을 수행하였으며, 그 결과는 도 3에 나타난 바와 같았다.
도 3에 의하면, 상압 플라즈마 처리 전(가는 선) 후(두꺼운 선)로, C(carbon)의 양은 거의 변하지 않았으나, O(oxygen)의 양은 눈에 띄게 증가하였음을 확인할 수 있다.
3. 본 발명에 따른 피부미용 시트의 물성 실험
PCL 나노섬유(도 4의 (a))는 본래 인장강도(Tensile strength, 단위: MPa)와 극한변형도(Ultimate strain, 단위: %)에서 뛰어난 물성을 지니나, PCL/Gelatin /Vitamin C의 복합물(이하, ‘PGV'라 한다)로부터 얻어진 나노섬유(도 4의 (b))는 물성이 상기 PCL보다 많이 떨어진다. 이에 반해, 본 발명의 피부미용시트에 포함되는 폴리우레탄(PU)을 core의 성분으로 하고, PGV를 shell의 성분으로 하는 core-shell 구조의 나노섬유(도 4의 (c))는 인장강도 및 극한변형도가 향상됨을 확인할 수 있으며(도 4 참조), 또한 상기 폴리우레탄(PU)을 core의 성분으로 하고, PGV를 shell의 성분으로 하는 core-shell 구조의 나노섬유에 산소 플라즈마 처리를 할 경우에는(도 4의 (d))는 단순히 core-shell 구조의 나노섬유일 때 보다 향상된 인장강도 및 극한변형도를 가짐을 확인할 수 있었다(도 4 참조). 이는 플라즈마 처리에 의한 표면 기능기 활성화 및 폴리머의 cross-linking mechanism에 기인한 것으로 보인다.
4. 본 발명에 따른 피부미용 시트의 생체적합성 시험 - 세포배양실험
상피세포와 유사한 성질을 가지는 Chinese Hamster Ovaries로부터 분리한 CHO K1 cell을 PCL 나노섬유시트, PCL /Gelatin /Vitamin C 나노섬유 시트(PGV 나노섬유시트), 코어-셀(PGV) 구조의 나노섬유시트 및 산소 플라즈마 처리한 코어-셀(PGV) 구조의 본 발명에 따른 피부미용시트에 각각 2×104 cell seeding 후 24시간 배양하여 세포배양실험을 수행하였으며, DAPI-stained CHO K1 cell을 현미경을 통해 관찰하여 세포의 생존여부와 증식여부 확인한 결과는 도 5에 나타난 바와 같았다.
도 5에 의하면, PCL 나노섬유시트(a), PCL /Gelatin /Vitamin C 나노섬유 시트(PGV 나노섬유시트, b), 코어-셀(PGV) 구조의 나노섬유시트(c) 및 산소 플라즈마 처리한 코어-셀(PGV) 구조의 본 발명에 따른 피부미용시트(d)에 대한 세포 배양 실험 결과, 산소 플라즈마 처리한 코어-셀(PGV) 구조의 본 발명에 따른 피부미용시트(d)에서 CHO K1 cell이 가장 많이 생존함을 알 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 피부미용시트가 다른 나노섬유시트에 비해 생체적합성이 우수함을 확인할 수 있다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 부직포 상에 2중층의 나노섬유층이 형성되고, 상기 2중층의 나노섬유층 상에 플라즈마 처리기술로 표면 처리된 피부 미용 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 2중층의 나노섬유층은 코어-셀(core-shell) 구조의 나노섬유로 이루어진 상부 나노섬유층과 생체적합 고분자를 포함하는 나노섬유로 이루어진 하부 나노섬유층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 상부 나노섬유층을 이루는 코어-셀(core-shell) 구조의 나노섬유는 코어(core) 부분에는 폴리우레탄(PU), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자로 이루어지며, 셀(shell) 부분은 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리락틱산(PLA), 폴리-L-락틱산(PLLA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리하이드록시벨러레이트(PHV), 폴리언하이드라이드(Polyanhydride), 폴리오르도에스테르(Polyorthoesters), 폴리이미노카르보네이트(Polyiminocarbonate), 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란, 알긴산 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 고분자 및 유효성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 하부 나노섬유층을 이루는 나노섬유는 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리락틱산(PLA), 폴리-L-락틱산(PLLA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리하이드록시벨러레이트(PHV), 폴리언하이드라이드(Polyanhydride), 폴리오르도에스테르(Polyorthoesters), 폴리이미노카르보네이트(Polyiminocarbonate), 엘라스틴, 젤라틴, 콜라겐, 전분, 플루란 및 알긴산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 하부 나노섬유층은 첨가물로서 산화티탄(TiO2) 및 키토산 중 어느 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 상부 나노섬유층은 전기방사방식을 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 하부 나노섬유층은 전기방사방식을 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리기술은 상압 플라즈마 처리기술인 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트.
  9. (a) 부직포 시트 상에 전기방사방식을 이용하여 생체적합성 고분자를 포함하는 나노섬유로 이루어진 하부 나노섬유층을 형성하는 단계; (b) 상기 (a)에서 형성된 하부 나노섬유층 상에 전기방사방식을 이용하여 코어-셀 구조의 나노섬유로 이루어진 상부 나노섬유층을 형성하는 단계; (c) 상기 (b)에서 형성된 상부 나노섬유층의 표면을 플라즈마 처리하는 단계;를 포함한는 피부 미용 시트의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 15 내지 20kV의 전압으로 전기방사하는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트의 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 15 내지 20kV의 전압으로 전기방사하는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상온 상압 조건에서 산소(O2) 플라즈마, 아르곤(Ar) 플라즈마 또는 공기(air) 플라즈마 중 어느 하나를 5 내지 15분 동안 15 내지 20kV의 세기로 플라즈마 처리하는 것을 특징으로 하는 피부 미용 시트의 제조방법.
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