KR20130047134A - 피부의 광특성 측정 방법 - Google Patents

피부의 광특성 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피부의 광특성을 측정하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예로서 피부의 광특성을 측정하는 방법은, 피부 표면에 화장료를 도포하기 전에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 피부 표면에 화장료를 도포한 후에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 반사량 및 상기 굴절률 중 하나 이상을 이용하여 피부의 광특성을 판단하는 단계를 포함한다.

Description

피부의 광특성 측정 방법{Method for Measuring Optical Characteristics of skin}
본 발명은 피부의 광특성 측정 방법에 관한 것으로서, 피부의 시각적 차이를 객관적으로 수치화하여 측정하는 방법에 관한 것이다.
피부의 색, 밝기의 시각적 차이는 피부 표면에서 입사된 빛의 투과 및 산란을 통해 확산된 빛의 거동에 따라 결정된다. 피부 표면에서 빛의 거동이 달라지는 이유는 피부의 굴절률과 반사량의 차이 때문이다.
피부는 각질, 표피층 및 진피층 등으로 이루어지는데 각 층에는 다양한 물질이 포함되어 있어 서로 다른 굴절률을 갖는다. 따라서 피부를 통과하는 빛들은 서로 다른 굴절률을 갖는 층들을 통과하면서 그 경로에 영향을 받고 이는 피부의 시각적인 차이로 나타날 수 있다.
또한, 피부에 입사된 빛은 일차적으로 피부 표면에서 확산이 일어나 일부는 반사되고, 나머지 빛은 피부층 안으로 투과될 수 있다. 피부 내부로 입사된 빛은 피부 내부에 형성된 여러 층에 의해 반사와 산란을 반복하여 외부로 방출될 수 있다. 즉, 피부에 대하여 다양한 요소가 피부에서의 광학적 거동에 영향을 미칠 수 있는데, 어떤 요소가 광학적 거동에 영향을 미치는 지와 광학적 거동에 어떻게 얼마만큼 영향을 미치는 지를 측정하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
후아팽 딩(Huafeng Ding) 외 4인, "300 내지 1600 nm의 분산된 8개의 파장에서의 인체 피부 조직의 굴절률(Refractive indices of Human skin tissues at eight wavelengths and estimated dispersion relations between 300 and 1600 nm)," 의학과 생물학에서의 물리학(Physics in Medicine and Biology), 52, 1479-1489, 2006. 의학 박사 줄리아 웰젤(Julia Welzel) 외 3인, "인체 피부의 광학 단층 촬영 방법(Optical coherence tomography of the human skin)", 미국 피부학 아카데미 저널(Journal of the Ameracan Academy of Dermatology), 37권, 6호, 958-963 페이지, 1997년 12월.
본 발명의 목적은 피부의 광학적 특성을 측정하는 방법을 제공하기 위한 것으로, 더 구체적으로 피부의 시각적 차이를 유도하는 피부의 수분량, 반사량 또는 굴절률을 측정하여 피부의 광학적 특성의 차이를 객관화할 수 있는 광학적 특성 측정 방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 화장료가 피부의 광학적 특성에 미치는 영향을 예측할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝 하기 위한 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예로서 피부의 광특성을 측정하는 방법은, 피부 표면에 화장료를 도포하기 전에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 피부 표면에 화장료를 도포한 후에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 반사량 및 상기 굴절률 중 하나 이상을 이용하여 피부의 광특성을 판단하는 단계를 포함한다.
상기 굴절률은 화장료가 피부 표면에 형성한 코팅층에서의 굴절률과, 화장료가 흡수된 각질층에서의 굴절률을 이용하여 산출할 수 있다.
상기 굴절률은 프리즘 커플러를 이용하여 피부에 반사된 광량의 변화를 측정하여 굴절률을 산출할 수 있다.
상기 반사량은 광학 단층 촬영 장치를 이용할 수 있다.
상기 피부의 광특성을 판단하는 단계에서 화장료에 의해 피부 표면에 형성된 코팅층의 굴절률이 작을수록 피부는 반사량이 큰 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 화장료가 흡수된 피부 각질층의 굴절률이 작아질수록 피부는 반사량이 증가하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 각질층의 굴절률이 1.48 이하이면 피부 반사량이 큰 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 상기 피부의 광특성을 판단하는 단계에서 어드밴스드 시스템 분석 프로그램을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 광학적 효과를 예측하는 방법으로서, 화장료의 광학적 효과 예측 방법은 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 상태 변화 정보를 입수하는 단계; 및 상기 입수된 정보에 기초하여 타겟 화장료의 광학적 효과를 예측하는 단계를 포함하며, 상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는, 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 수분량의 변화 정보를 입수하는 단계; 및 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 표면에서의 빛의 반사량 변화 정보를 입수하되, 상기 타겟 화장료에 함유된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보를 입수하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는, 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 색 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 거칠기 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 타겟 화장료 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예의 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝하는 방법으로서, 화장료의 피부 도포에 의한 피부 상태 변화 정보를 입수하는 단계; 및 상기 입수된 정보에 기초하여 화장료의 광학적 미백 효과를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는, 화장료의 피부 도포에 의한 피부 수분량의 변화 정보를 입수하는 단계; 및 화장료의 피부 도포에 의한 피부 표면에서의 빛의 반사량 변화 정보를 입수하되, 상기 화장료에 함유된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보를 입수하는 단계를 포함한다.
상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는, 화장료의 피부 도포에 의한 피부 색 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 화장료의 피부 도포에 의한 피부 거칠기 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 화장료 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 피부의 광학적 특성을 수치화하여 객관적으로 측정할 수 있다. 그리고 피부에 광학적 특성에 영향을 미치는 요인을 분석하여 화장료가 피부의 광학적 특성에 영향을 어떻게 미치는 지를 분석할 수 있다. 피부의 광학적 특성에 영향을 미치는 다양한 요인들의 상관관계에 따라 피부의 광학적 특성을 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 특정 단일 물질 수준에서의 광학적 효과의 예측은 물론, 천연 추출물이나 화장품 제형 조성물 수준에서도 광학적 효과의 예측이 가능한 타겟 화장료의 광학적 효과 예측 방법을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝 할 수 있으며, 특정 단일 물질 수준에서의 스크리닝은 물론, 천연 추출물이나 화장품 제형 조성물 수준에서도 화장료들의 광학적 미백 효과를 스크리닝 할 수 있다.
도 1은 피부에서의 광 거동을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프리즘 커플러의 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따라서 피부의 건조 전/후의 굴절률을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서 피부의 반사량 변화를 측정하여 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서 타겟 화장료 도포 전/후의 굴절률을 측정하여 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서 타겟 화장료 도포 전/후의 피부 수분량과 굴절률을 측정하여 비교한 그래프이다.
도 7a 및 도 7b는 도 5 및 도 6의 실시예에 사용된 타겟 화장료의 도포 전/후의 시각적 차이를 나타내는 사진이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 피부의 광특성 측정 방법은 피부 표면에 화장료를 도포하기 전에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 피부 표면에 화장료를 도포한 후에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 반사량 및 상기 굴절률 중 하나 이상을 이용하여 피부의 광특성을 판단하는 단계를 포함한다.
피부가 밝거나 어둡게 보이는 피부의 광특성은 피부에서 빛의 반사, 굴절 및 회절 등의 빛의 거동에 의해 판단될 수 있으며, 특히 피부의 반사량과 굴절률에 의하여 수치화될 수 있다.
도 1은 피부로 입사되는 빛의 경로를 보여주는 모식도이다. 피부로 입사된 빛은 피부 표면인 각질층(10)에서 일부가 반사되고, 나머지 일부가 표피층(11)으로 투과한다. 투과된 빛은 표피층(11)에서 다중 산란이 일어나고 멜라닌에 의해 흡수된다. 그리고 나머지 일부는 진피층(13)으로 투과되어 들어가 흡수되거나 반사되어 외부로 방출될 수 있다. 또한, 상기 진피층(13)에서 흡수된 빛은 최종적으로 피하 조직(15)에서 반사되어 외부로 방출된다.
피부의 표면 및 피부 내부에서 나오는 빛의 반사량에 따라 피부의 광특성이 결정된다. 즉, 피부 표면에서 직접 반사되는 빛의 양과, 피부 내부로 유입되어 내부에서 반사되어 나오는 빛의 양에 따라 피부가 밝게 보이거나 어둡게 보이게 할 수 있다.
이러한 피부의 반사량은 각질층(10), 표피층(11), 진피층(13) 및 피하 조직(15) 등으로 이루어진 피부 전체의 굴절률과 밀접한 관계를 갖는다.
보다 구체적으로, 물질의 굴절 정도를 나타내는 굴절률 n = c/v로 표현될 수 있다. 여기서, c는 빛의 속도이고, v는 매질에서의 빛의 속도이다.
프레넬 식(Fresnel equations)은 반사량과 굴절률을 그 편광상태에 따라 나타낸 식으로서, 프레넬 식을 이용하여 반사량과 굴절률의 상관관계를 나타내면 다음 식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, θi는 입사각, n은 굴절률, Rs, Rp는 각각 s-편광 및 p-편광에서의 반사량 및 굴절률을 나타낸다. 상기 식을 참조하면 피부에서의 반사량은 피부의 굴절률에 의존하는 값을 가짐을 알 수 있다.
특히, 화장품을 사용하는 경우 특히 피부를 구성하는 각질층(10), 표피층(11) 또는 진피층(13)의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 따라서, 확인 물질의 피부의 광특성에 대한 영향을 분석하기 위해서는 피부의 굴절률을 측정하여 광특성의 변화를 분석 및 예측할 수 있다.
본 발명의 일 예로서 반사량은 광학 단층 촬영 장치(OCT; Optical Coherence tomography)를 이용하여 측정할 수 있다.
광학 단층 촬영 장치는 생체 조직의 단층 영상을 검사하는 장치로서, 피부 외곽 층을 교란시켜 조성물을 짧은 시간 안에 투과시켜 피부 표면의 광학적 특성을 측정하는 장치이다. 반사량은 광학 단층 촬영 장치를 통하여 측정될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 본 기술분야에서 사용될 수 있는 피부 반사량을 측정하는 다양한 장치가 사용될 수도 있다.
본 발명의 일 예로서 굴절률은 프리즘 커플러를 이용하여 피부에 반사된 빛의 강도의 변화를 측정하여 산출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에서 프리즘 커플러를 사용하여 피부의 굴절률을 측정하는 것을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
프리즘 커플러(20)는 프리즘(23)을 통하여 박막에 입사된 도파광(guided wave)이 박막에서의 전자기 경계조건을 만족하는 특정 입사각에서만 존재한다는 원리를 이용하여 얇은 막의 굴절률과 두께를 측정하는 장치이다.
광원(25)의 입사각을 계속 변화시키면서 포토다이오드(photodiode)와 같은 광 센서(27)로 빛의 강도(intensity)를 측정하여, 기판(22) 위에 배치된 피부 조직에 해당하는 박막(21)에 광을 입사시키면 도파(막 내부에서 전반사가 일어나는 현상)가 발생하는 시점에서의 입사각을 측정하여 이로부터 유효 굴절률을 구할 수 있다. 또한, 유효 굴절률을 각 모드 별 도파 조건식에 대입하면 박막의 굴절률을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 예로서 피부의 광특성 측정 방법은 화장료의 피부의 광특성에 미치는 영향을 측정하기 위하여 피부 표면에 화장료를 도포하기 전에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계와 피부 표면에 화장료를 도포한 후에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
화장품을 바르면 피부 수분량 및 피부 표면 거칠기, 피부 상태 등 여러 가지가 달라질 수 있다. 달라진 변수에 따라 피부의 반사량 또는 굴절률이 변화할 수 있다.
따라서, 화장품과 같은 화장료가 피부의 광특성에 미치는 영향을 측정하기 위하여 화장료를 도포하기 전에 피부의 반사량 및/또는 굴절율을 측정하고, 화장료를 도포하고 난 후의 피부의 반사량 및/또는 굴절율을 측정하여 피부의 광특성을 분석할 수 있다.
특히, 상기 굴절률은 화장료가 피부 표면에 형성한 코팅층에서의 굴절률과, 화장료가 흡수된 각질층에서의 굴절률을 이용하여 산출할 수 있다.
굴절률은 상기와 같은 프레넬 식에 기초하여 광량 값을 측정하여 산출된다. 따라서, 굴절률을 계산함에 있어 예를 들어 피부층은 굴절률이 1.55인 각질층, 굴절률이 1.442인 표피층, 굴절률이 1.394인 진피층으로 이루어지고 소정의 굴절률을 화장료가 도포된 조건하에서 굴절률을 계산한다. 특히, 화장료인 코팅물질이 피부 표면에 형성한 코팅층의 굴절률과 화장료가 흡수된 각질층에서의 굴절률을 이용하여 피부의 굴절률을 계산할 수 있다.
상기와 같은 피부의 광특성은 어드밴스드 시스템 분석 프로그램(ASAP; Advanced Systems Analysis Program)을 사용하여 판단될 수 있다. 어드밴스드 시스템 분석 프로그램은 물질 정보에 따른 광 거동을 추적하는 시뮬레이션 프로그램으로서, 외부 요인에 따른 광의 이동 경로 차이를 추적할 수 있는 프로그램이다. 이 프로그램은 조명, 발광 다이오드(LED), 디스플레이 설계에 사용되는 프로그램이다.
상기 어드밴스드 시스템 분석 프로그램으로 피부의 광 거동을 변화를 해석을 하면 불필요한 실험을 줄이고 최적의 모델링을 유도해 낼 수 있다. 상기 화장료가 흡수된 각질층과 화장료가 피부 표면에 형성한 코팅층의 굴절률을 고려하여 변수 값을 지정하여 빛의 강도 데이터를 연동하여 사용할 수 있어 피부의 광특성을 분석하는 데에 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 광 추적을 위한 다양한 프로그램이 적용될 수도 있다.
광특성 해석에 있어서 피부 표면에 형성한 코팅층의 굴절률이 작을수록 피부는 높은 반사량을 갖는 것으로 판단할 수 있다.
피부에 화장료가 도포된 형성된 코팅층의 굴절률이 작을수록 피부는 높은 반사량 값을 갖는다. 코팅층이 굴절률이 높은 피부와 굴절률이 낮은 공기와의 굴절률 차이를 상쇄하여 피부 표면에서 반사되는 빛의 양을 낮추고 피부 내부에서 방출하는 빛의 양을 늘리기 때문이다.
그리고, 피부에 화장료가 각질층에 흡수되면 각질층의 굴절률이 변화한다. 각질층의 굴절률이 작아지면 피부는 반사량이 커질 수 있다. 각질층의 굴절률은 일반적으로 1.55 정도의 값을 갖는다. 표피층의 굴절률 1.442, 진피층의 굴절률 1.394에 비하면 상대적으로 큰 굴절률을 갖고 빛을 많이 반사시킨다.
작은 굴절률을 갖는 화장료가 각질층에 흡수되면 각질층의 굴절률이 작아지게 된다. 각질층의 굴절률이 작아지면 공기, 표피층과 각질층의 굴절률 차이가 줄어들어 피부는 높은 반사량을 갖게 된다. 특히, 각질층의 굴절률이 1.48로 표피층과 유사한 정도로 작아지면 층간 굴절률 차이가 많이 상쇄되어 피부는 더욱 높은 반사량을 가질 수 있다.
따라서, 작은 굴절률을 가질수록 피부의 반사량이 큰 것으로 판단될 수 있고, 특히 각질층이 1.48 이하의 굴절률을 가지면 피부는 높은 반사량을 갖는 것으로 판단될 수 있다.
피부의 수분 함량이 증가할수록 피부는 낮은 굴절률을 갖는 것으로 판단할 수 있다.
피부에서 수분 함량이 증가할수록 피부의 굴절률은 낮아지게 된다. 굴절률이 낮은 물(n=1.33)이 피부에 많이 흡수되면 피부 전체 굴절률이 떨어지기 때문이다. 목욕탕을 다녀온 후 얼굴이 하얗고, 밝게 보이는 것도 피부에서 굴절률이 높은 각질층이 떨어지고 굴절률이 낮은 피부층이 노출되며, 습도가 높은 목욕탕에 장시간 노출된 피부의 수분량이 증가하기 때문이다.
따라서, 피부의 수분 함량이 증가하면 피부의 굴절률은 낮아졌다고 판단될 수 있으며, 그에 따라 피부 미백 광택도가 향상되었다고 판단될 수 있다.
그리고, 피부가 낮은 굴절률을 가질수록 피부의 투명도가 증가하는 것으로 판단할 수 있다.
피부의 굴절률이 작아지면 피부의 투명도가 증가한 것으로 판단될 수 있다. 피부에 폴리올(n=1.4376)과 같은 굴절률이 낮은 물질이 피부에 들어가면 피부의 굴절률이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 피부의 처음 굴절률이 1.49인 경우 폴리올이 피부에 침투한 경우 굴절률이 1.45까지 떨어질 수 있다. 그에 따라 피부의 투명도는 증가할 수 있다.
본 명세서에서 타겟 화장료 또는 화장료는, 단일 화합물과 같은 단일 물질일 수도 있고 천연 추출물과 같은 혼합물일 수도 있다. 또한, 로션, 에센스, 크림, 파운데이션, 파우더 등과 같은 화장품 제형의 조성물일 수도 있다.
본 발명의 일측면은 타겟 화장료의 광학적 효과를 예측하는 방법일 수 있다. 특정 단일 물질 수준에서의 광학적 효과의 예측은 물론, 천연 추출물이나 화장품 제형 조성물 수준에서도 광학적 효과의 예측이 가능하다.
상기 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 광학적 효과를 예측하는 방법은 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 상태 변화 정보를 입수하는 단계; 및 상기 입수된 정보에 기초하여 타겟 화장료의 광학적 효과를 예측하는 단계를 포함하며, 상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는, 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 수분량의 변화 정보를 입수하는 단계; 및 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 표면에서의 빛의 반사량 변화 정보를 입수하되, 상기 타겟 화장료에 함유된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보를 입수하는 단계를 포함할 수 있다.
피부의 밝기는 피부의 수분량 및 피부의 반사량과 밀접한 관계가 있다.
앞서 언급한 바와 같이 피부의 수분량이 많아질수록 피부 표면에서의 반사량은 증가하는 경향을 가진다. 그리고, 피부의 반사량이 증가할수록 피부가 밝게 보일 수 있다.
또한, 제형에 사용되는 오일의 종류에 따라 피부의 표면에서의 반사량이 달라질 수 있는데, 오일의 종류와 함량에 따라 피부의 반사량이 변화하여 화장료의 사용 직후의 피부 톤 또는 광택에서의 시각적 차이가 난다. 일 예로, 세틸 에틸헥사노에이트와 같은 오일은 다른 오일에 비하여 피부에 대한 흡수도가 높고 피부의 반사량 변화율이 높아지게 된다. 따라서, 세텔 에틸헥사노에이트와 같이 피부의 반사량을 높일 수 있는 오일의 첨가여부 및 함량을 검색하여 피부에 미치는 광학적 효과를 예측할 수 있다.
상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 색 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 거칠기 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 타겟 화장료 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
타겟 화장료는 피부의 색, 피부의 거칠기에 영향을 미칠 수 있다. 피부의 색 또는 피부의 거칠기는 피부 표면에서의 빛의 거동에 영향을 미치는 주요한 요소이다. 따라서, 타겟 화장료에 의한 피부의 색과 피부 거칠기에 미치는 영향에 대한 정보를 입수하여 타겟 화장료의 피부에 대한 광학적 특성의 변화를 예측할 수 있다.
그리고, 타겟 화장료가 피부 표면에 코팅층을 형성하면 피부의 굴절률에 영향을 미치게 된다. 따라서, 코팅층 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하여 타겟 화장료가 피부의 광학적 특성에 미치는 영향을 보다 정확하고 정밀하게 예측할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은 광학적 미백 효과를 갖는 화장료의 스크리닝 방법일 수 있다. 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝하기 위해 후보물질들에 대한 필요 정보를 입수하고 입수된 정보에 기초하여 광학적 미백 효과를 갖는 물질을 결정할 수 있다. 특정 단일 물질 수준에서의 스크리닝은 물론, 천연 추출물이나 화장품 제형 조성물 수준에서도 스크리닝이 가능하다.
상기 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝하는 방법은 화장료의 피부 도포에 의한 피부 상태 변화 정보를 입수하는 단계; 및 상기 입수된 정보에 기초하여 화장료의 광학적 미백 효과를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는, 화장료의 피부 도포에 의한 피부 수분량의 변화 정보를 입수하는 단계; 및 화장료의 피부 도포에 의한 피부 표면에서의 빛의 반사량 변화 정보를 입수하되, 상기 화장료에 함유된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보를 입수하는 단계를 포함한다.
피부의 밝기 및 피부에서의 빛의 거동에 가장 큰 영향을 미치는 것은 피부의 수분량과 제형에 사용되는 오일이므로 피부의 수분량과 제형에 사용된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보에 따라 우수한 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝 할 수 있다.
또한, 상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계에서 화장료의 피부 도포에 의한 피부 색 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 화장료의 피부 도포에 의한 피부 거칠기 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 화장료 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
화장료는 피부의 색, 피부의 거칠기에 영향을 미칠 수 있으며, 또한 화장료 자체가 코팅층을 형성하여 피부의 굴절률에 영향을 미칠 수 있으므로 코팅층 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하여 피부의 광학적 특성에 영향을 미치는 화장료를 보다 정확하고 정밀하게 스크리닝 할 수 있다.
<실험 1: 피부의 굴절률 변화 측정>
피부의 수분량에 따른 굴절률의 변화를 확인하기 위하여 돼지 피부(펠라덤-에스(felladerm-s))를 이용하여 굴절률 변화를 비교 실험하였다. 드라이 챔버(37℃, 습도 60%)에서 3시간 동안 보관하여 피부의 수분을 건조하였다. 건조 전과 건조 후의 피부의 굴절률을 프리즘 커플러를 이용하여 측정하였다.
도 3a 및 도 3b는 프리즘 커플러를 이용하여 측정한 피부의 굴절률에 관한 그래프이다. 가로축은 샘플의 굴절률 측정 설정 범위이며, 세로축은 빛의 강도(Intensity)를 나타낸다. 굴절률은 빛이 어떤 매질에서 다른 매질로 이동할 때의 속도 차이임을 감안할 때에, 빛의 강도의 미분 값은 광속을 의미하므로 측정된 데이터에서 빛의 강도가 급격히 변하는 지점은 빛의 속도가 변화한다는 것을 의미하므로 이 지점에서 굴절률 값을 얻을 수 있다.
건조 전의 굴절률을 나타내는 도 3a를 참조하면 건조 전의 굴절률은 1.47이고, 건조 후의 굴절률을 나타내는 도 3b를 참조하면 건조 후의 굴절률은 1.51임을 확인할 수 있었다.
건조 전/후의 굴절률을 비교할 때에 피부의 건조에 따라 수분의 함량이 적어지므로 물질의 굴절률이 증가함을 확인할 수 있었다.
<실험 2: 피부의 반사량 변화 측정>
도 4는 폴리올의 일종인 부틸렌 글리콜(Butylene Glycol)과 물을 1:1로 혼합한 수용액에 돼지 피부(펠라덤-에스(felladerm-s))인 피부 샘플을 30분간 넣어둔 후에 빼내어 10분 간격으로 반사량을 측정한 시간에 따른 반사량 변화를 나타내는 그래프이다. 즉, 선 a는 빼낸 직후, 선 b는 10분 후, 선 c는 20분 후, 선 d는 30분 후 그리고 선 e는 40분 후의 파장에 따른 반사량을 나타내는 그래프이다. 피부 조직의 반사량은 광학 단층 촬영 장치를 사용하여 측정하였다.
피부의 반사량은 피부 샘플의 수분이 감소할수록 줄어들었다. 그리고, 30분 정도 후에는 피부 샘플의 반사량이 25.6%까지 감소하였다.
즉, 피부의 수분이 감소하여 굴절률이 떨어지면 피부의 반사량도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
<실험 3: 타겟 화장료 도포에 따른 피부의 광학적 특성 변화 측정>
타겟 화장료 도포에 따른 피부의 광학적 특성 변화를 측정하기 위하여 임상 실험을 통하여 66% 정도 수분량을 향상시키며, 피부에서의 빛의 반사량을 증가시키는 물질을 포함하는 화장료를 타겟 화장료로 선정하여 피부에 도포한 뒤 굴절률과 수분량을 확인하여 광학적 특성의 변화를 확인하는 실험을 진행하였다.
타겟 화장료에 의한 광학적 특성 변화를 측정하기 위하여 돼지 피부(펠라덤-에스(felladerm-s))에 타겟 화장료를 도포하기 전과 도포한 후의 광학적 변화를 측정하였다.
돼지 피부 표면을 알코올을 70% 함유하는 일회용 살균 소독제를 이용하여 소독하였다. 그리고 소독한 돼지 피부를 30분간 25℃, 습도 60%의 조건에서 대기시켰다. 그리고, 수분측정기(Corneometer)를 이용하여 도포 전의 돼지 피부의 수분량을 측정하고, 프리즘 커플러로 도포 전의 굴절률을 측정하였다. 타겟 화장료를 도포한 뒤 동일한 수분측정기를 이용하여 도포 후의 수분량을 측정하고, 프리즘 커플러로 도포 후의 굴절률을 측정하였다.
도 5는 타겟 화장료 도포 전/후의 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이다. 선 A는 도포 전의 굴절률이고, 선 B는 도포 후의 굴절률이다.
타겟 화장료 도포 전의 빛의 강도 변화를 나타내는 선 A의 경우 실험 1에서 건조된 상태의 피부와 유사하였고, 굴절률은 1.50로 건조된 상태의 피부와 굴절률이 유사하였다.
한편, 타겟 화장료 도포 후의 빛의 강도 변화를 나타내는 선 B의 경우 실험 1에서 건조 전의 피부 상태와 유사하였고, 굴절률은 1.47로 건조 전의 피부와 굴절률이 유사하였다.
도 6는 타겟 화장료 도포 전/후의 수분량의 변화와 굴절률 변화를 함께 표시한 그래프이며, 대조군은 피부에 아무것도 바르지 않은 경우의 굴절률과 수분량을 나타낸다.
영역 C는 타겟 화장료의 도포 전의 수분량을 나타내고, 영역 D는 타겟 화장료의 도포 후의 수분량을 나타낸다. 선 E는 타겟 화장료의 도포 전의 굴절률을 나타내고, 선 F는 타겟 화장료의 도포 후의 굴절률을 나타낸다.
영역 C와 영역 D를 참조하면, 대조군의 경우 간의 경과로 오히려 수분량이 감소하였다. 그러나, 타겟 화장료를 도포한 샘플들의 경우 도포 전에 비하여 도포 후의 수분량이 증가하였다.
선 E와 선 F를 참조하면, 대조군의 경우 시간의 경과로 굴절률이 증가하였으나, 타겟 화장료를 도포한 샘플들의 경우 도포 전에 비하여 굴절률이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 도 7a 및 도 7b는 실험 대상이 되었던 타겟 화장료를 인체 피부에 도포하기 전과 후의 시각적 차이를 나타내는 사진이다.
타겟 화장료를 도포하는 경우 피부의 굴절률은 감소하고 수분량은 증가하므로 사용 전(도 7a)의 어둡고 칙칙한 피부는 사용 후(도 7b)에 투명하고 흰 피부로 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 피부의 광특성을 측정하는 방법으로서,
    피부 표면에 화장료를 도포하기 전에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계;
    피부 표면에 화장료를 도포한 후에 피부의 반사량 및 굴절률 중 하나 이상을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 반사량 및 상기 굴절률 중 하나 이상을 이용하여 피부의 광특성을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절률은,
    화장료가 피부 표면에 형성한 코팅층에서의 굴절률과,
    화장료가 흡수된 각질층에서의 굴절률을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절률은 프리즘 커플러를 이용하여 피부에 반사된 광량의 변화를 측정하여 굴절률을 산출하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사량은 광학 단층 촬영 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 피부의 광특성을 판단하는 단계는,
    화장료에 의해 피부 표면에 형성된 코팅층의 굴절률이 작을수록 피부의 반사량이 큰 것으로 판단하는 피부의 광특성 측정 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 피부의 광특성을 판단하는 단계에 있어서,
    화장료가 흡수된 피부 각질층의 굴절률이 작을수록 피부의 반사량이 증가하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각질층의 굴절률이 1.48 이하이면 피부 반사량이 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 피부의 광특성을 판단하는 단계에 있어서,
    어드밴스드 시스템 분석 프로그램을 사용하는 것을 특징으로 하는 피부의 광특성 측정 방법.
  9. 타겟 화장료의 피부 도포에 의한 광학적 효과를 예측하는 방법으로서,
    타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 상태 변화 정보를 입수하는 단계; 및
    상기 입수된 정보에 기초하여 타겟 화장료의 광학적 효과를 예측하는 단계를 포함하며,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 수분량의 변화 정보를 입수하는 단계; 및
    타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 표면에서의 빛의 반사량 변화 정보를 입수하되, 상기 타겟 화장료에 함유된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보를 입수하는 단계를 포함하는, 화장료의 광학적 효과 예측 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 색 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함하는, 화장료의 광학적 효과 예측 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    타겟 화장료의 피부 도포에 의한 피부 거칠기 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함하는, 화장료의 광학적 효과 예측 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    타겟 화장료 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하는 단계를 더 포함하는, 화장료의 광학적 효과 예측 방법.
  13. 광학적 미백 효과를 갖는 화장료를 스크리닝하는 방법으로서,
    화장료의 피부 도포에 의한 피부 상태 변화 정보를 입수하는 단계; 및
    상기 입수된 정보에 기초하여 화장료의 광학적 미백 효과를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    화장료의 피부 도포에 의한 피부 수분량의 변화 정보를 입수하는 단계; 및
    화장료의 피부 도포에 의한 피부 표면에서의 빛의 반사량 변화 정보를 입수하되, 상기 화장료에 함유된 오일의 종류에 기초하여 반사량 변화 정보를 입수하는 단계를 포함하는, 광학적 미백 효과를 갖는 화장료의 스크리닝 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    화장료의 피부 도포에 의한 피부 색 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함하는, 광학적 미백 효과를 갖는 화장료의 스크리닝 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    화장료의 피부 도포에 의한 피부 거칠기 변화 정보를 입수하는 단계를 더 포함하는, 광학적 미백 효과를 갖는 화장료의 스크리닝 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 피부 상태 변화 정보 입수 단계는,
    화장료 자체의 빛의 굴절률 정보를 입수하는 단계를 더 포함하는, 광학적 미백 효과를 갖는 화장료의 스크리닝 방법.
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