KR20240051501A - 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 피부 손상을 일으킬 수 있는 자외선을 효과적으로 차단하면서도 포스퍼 물질을 이용하여 파장을 변화시켜 피부의 신진대사를 촉진시켜 피부를 개선시킬 수 있는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치에 관한 것이다.
본 발명은 자외선 차단용 패치에 있어서, 수분산형 폴리우레탄 수지 및 자연광 혹은 인공광으로부터 제1파장의 빛을 흡수하여 여기(excitation)된 후 완화(relaxation)되면서 제2파장의 빛을 상기 인체의 피부로 방출하는 포스퍼(phosphor) 물질로 이루어진 적색발광체를 포함하는 광변환층; 실리콘 잉크 수지 및 무기 자외선 차단제를 포함하는 자외선 차단층; 조색용 수지 조성물을 포함하는 색채부여층; 경도 5° 내지 10° 의 연질 실리콘을 포함하는 실리콘층; 점착수단에 의해 제거 가능하게 접촉되어 피부에 부착될 상기 실리콘층의 점착면을 보호하는 이형필름층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치를 제공한다.
본 발명에 따른 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치는 별도의 전원장치가 없이도 포스퍼 물질을 이용하여 태양광의 파장을 변환하여 500 내지 650nm 파장의 빛을 공급하여 피부의 신진대사를 촉진시켜 피부를 개선할 수 있으며, 자외선을 효과적으로 차단하고, 실리콘층을 통해 피부 부착력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치{Patch for protecting ultraviolet ray with having wavelength conversion function}
본 발명은 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 피부 손상을 일으킬 수 있는 자외선을 효과적으로 차단하면서도 포스퍼 물질을 이용하여 파장을 변화시켜 피부의 신진대사 촉진을 통한 피부 개선을 기대할 수 있는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치에 관한 것이다.
현대 사회에서는 사회적, 업무적 스트레스를 해소하기 위하여 또는 개개인의 취미나 여가 활동의 증가로 인하여, 골프, 야구 등과 같이 야외에서 수행할 수 있는 스포츠 및 레저활동 등이 증가하고 있는 추세이다.
이러한 야외에서 수행되는 스포츠 및 레저활동 중에는 신체 피부가 태양광 등에 의한 자외선에 더욱 쉽게 직접적으로 노출되기 때문에 피부 손상 및 피부 노화를 피할 수 없는 실정이다.
이렇게 피부를 손상시키는 주요 원인은 자외선이며, 태양광의 스펙트럼을 사진으로 찍었을 때, 가시광선보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않는 빛을 자외선이라고 하는데, 이러한 자외선은 피부를 태워 손상시킬 수 있으며, 피부가 과도하게 노출되는 경우 이러한 자외선으로 인해 피부암에 걸릴 수도 있다.
이러한 피부 훼손 및 노화를 방지하고자, 대부분의 사람들이 야외활동 전에 모자를 사용하거나 얼굴에 썬크림 등의 자외선 차단제를 바르고 야외활동을 수행하게 된다.
일반적으로 썬크림과 같은 자외선 차단제는 자외선을 차단하는데 한계가 있으며, 자외선 차단제를 일정 시간 간격으로 수시로 발라주어야 하는 문제가 있다. 그로 인해, 대부분의 사람들은 자외선 차단제를 재차 바르지 않음에 따라 자외선에 의한 화상이나 피부노화가 발생하고, 더욱이 자외선 차단제를 수시로 바르는 사람들조차 자외선에 의한 화상이나 피부노화가 발생하는 문제점이 있었다.
그러나, 실질적으로 피부에 주사되는 빛은 자외선과 같이 피부를 손상시킬 수도 있으나, 반대로 피부의 신진대사를 촉진시켜서 피부를 개선할 수 있는 기능도 가지고 있다.
이러한 자외선과 달리 일부 파장의 빛은 피부의 신진대사를 촉진시켜 피부를 개선시키는 것으로 알려져 있다.
이러한 일부 파장의 빛은 저반응 레벨 레이저 치료(LLLT : Low Level Laser Treatment)에 사용될 수 있는데, 이러한 LLLT는 생체에 닿는 빛이 열로 바뀌고 이 열로 생체 온도가 상승함으로써 생체의 혈액순환이 활발해지고 신진대사가 좋아지는 원리를 이용하여 피부를 치료하는 기법이다.
일반적으로 LLLT에 사용되는 빛을 생체에 주사하면 생체에서 열이 발생하는데, 이때의 생체 온도는 40도 이하가 된다. 이러한 생체 온도에서는 세포와 조직이 활성화될 뿐만 아니라 생체의 혈액순환이 활발해지고 신진대사가 좋아지게 된다.
따라서 피부 손상을 일으킬 수 있는 자외선을 효과적으로 차단하면서 피부의 신진대사를 촉진시켜 피부를 개선시킬 수 있는 파장변환 기능을 갖는 피부 부착용 패치에 적용하여 활용할 수 있는 기술에 대하여 연구가 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-2242158호 (등록일 : 2021.04.14.) 한국공개특허 제10-2020-0053432호 (공개일 : 2020.05.18.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자외선을 효과적으로 차단하면서도 입사되는 빛을 이용하여 파장을 변환하여 피부를 개선시킬 수 있는 패치에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 자외선 차단용 패치에 있어서, 수분산형 폴리우레탄 수지 및 자연광 혹은 인공광으로부터 제1파장의 빛을 흡수하여 여기(excitation)된 후 완화(relaxation)되면서 제2파장의 빛을 상기 인체의 피부로 방출하는 포스퍼(phosphor) 물질로 이루어진 적색발광체를 포함하는 광변환층; 실리콘 잉크 수지 및 무기 자외선 차단제를 포함하는 자외선 차단층; 조색용 수지 조성물을 포함하는 색채부여층; 경도 5° 내지 10° 의 연질 실리콘을 포함하는 실리콘층; 점착수단에 의해 제거 가능하게 접촉되어 피부에 부착될 상기 실리콘층의 점착면을 보호하는 이형필름층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 실리콘층은 원적외선 방사물질 분말 또는 멘톨을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2파장은 가시광선 또는 근적외선 영역의 파장일 수 있다.
또한, 상기 광변환층은 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 상기 적색형광체의 비율이 100 : 5 내지 100 : 10 중량부이며, 상기 적색발광체는 YVO4:Eu, Y2O3:Eu, Gd2O2S:Eu 및 Gd2O3:Eu 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 자외선 차단층은 상기 실리콘 잉크 수지 및 상기 무기 자외선 차단제의 비율이 100 : 5 내지 100 : 10 중량부이며, 상기 무기 자외선 차단제는 이산화티탄(TiO2) 이고, 상기 자와선 차단용 패치의 두께는 340 내지 380 μmT 인 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치는 별도의 전원장치가 없이도 포스퍼 물질을 이용하여 태양광의 파장을 변환하여 500 내지 650nm 파장의 빛을 공급하여 피부의 신진대사를 촉진시켜 피부를 개선할 수 있으며, 자외선을 효과적으로 차단하고, 실리콘층을 통해 피부 부착력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예 따른 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치의 단면도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 차단용 패치의 파장에 따른 흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자외선 차단용 패치의 500 내지 650nm 파장 범위의 방출율을 확대하여 나타낸 그래프이다.
이하, 구체적인 예를 들어 본 발명에 따른 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치를 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 실시예들은 본 발명의 사상을 명확하게 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예 따른 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치의 단면도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 광변환층(50), 자외선차단층(40), 색채부여층(30), 실리콘층(20), 이형필름층(10)을 포함한다.
본 발명은 자외선 차단용 패치에 있어서, 수분산형 폴리우레탄 수지 및 자연광 혹은 인공광으로부터 제1파장의 빛을 흡수하여 여기(excitation)된 후 완화(relaxation)되면서 제2파장의 빛을 상기 인체의 피부로 방출하는 포스퍼(phosphor) 물질로 이루어진 적색발광체를 포함하는 광변환층; 실리콘 잉크 수지 및 무기 자외선 차단제를 포함하는 자외선 차단층; 조색용 수지 조성물을 포함하는 색채부여층; 경도 5° 내지 10° 의 연질의 실리콘층; 점착수단에 의해 제거 가능하게 접촉되어 피부에 부착될 상기 실리콘층의 점착면을 보호하는 이형필름층;을 포함한다.
상기 광변환층은 자연광 또는 인공광으로부터 제1파장의 빛을 흡수하여 여기된 후 완화되면서 제2파장의 빛을 피부로 방출하는 포스퍼(phosphor) 물질을 포함하며, 상기 제2파장은 가시광선 또는 근적외선 영역의 파장이다.
상기 광변환층은 통상적으로 발광층으로도 불릴 수 있다.
상기 포스퍼 물질은 형광체라고도 불리는 발광 물질로서, 한 파장의 빛을 흡수하여 여기(excitation)된 후 완화(relaxation)되면서 다른 파장의 빛을 방출하는 물질이다.
이러한 물질로는 적색 발광체는 YVO4:Eu, Y2O3:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu, Gd2O3:Eu, Gd2O2S:Eu, 녹색 발광체는 Zn2Si04:Mn, BaAl12O19:Mn, 청색 발광체는 BaMgAl(4)23:Eu 등이 있으며, 본 발명은 상기 제2파장의 빛인 적색 가시광선 또는 근적외선 영역의 파장을 통해 피부를 개선시킬 수 있도록 사용하는 적색 발광체를 포함할 수 있으며, 상기 적색 발광체는 YVO4:Eu, Y2O3:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu, Gd2O3:Eu, Gd2O2S:Eu 가 사용될 수 있으며, 상기 적색발광체는 YVO4:Eu, Y2O3:Eu, Gd2O2S:Eu 및 Gd2O3:Eu 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 Gd2O2S:Eu 가 사용될 수 있으며, 이 경우 610 내지 630 nm 의 파장의 발광 성능이 가장 우수할 수 있다.
상기 610 내지 630 nm 의 파장의 빛은 피부의 신진대사, 주름 개선, 탄성강화 등의 효과가 있다는 것은 공지의 기술이며, 이러한 빛을 이용하여 피부 개선효과를 나타내도록 LED 장비를 활용한 피부미용기기에 대한 연구도 활발히 일어나고 있다.
상기 적색 발광체는 D50의 2.0 내지 7.0 μm가 바람직하며, 비중은 5 내지 10 이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 D50 2.5 μm, 비중 7.5 일 수 있다.
상기 제2파장의 빛을 방출하는 적색 발광체는 200 내지 450 nm의 짧은 파장의 빛을 흡수하고 500 내지 650 nm의 긴 파장의 빛을 방출할 수 있으며, 이러한 파장의 빛은 적색 가시광선 또는 근적외선에 해당하며, 피부의 하피층에 영향을 미칠 수 있다.
빛은 파장에 따라 피부 속으로 침투되는 깊이가 다르며, 대체로 파장이 길어질수록 빛의 침투 깊이도 깊어지는 경향을 나타낸다. 다만, 940 내지 1100 nm 파장의 빛의 침투 깊이가 780 내지 940 nm 파장의 빛의 침투 깊이보다 짧으며, 이러한 경향이 일관적인 것은 아니다.
파장에 따른 빛의 침투 깊이에 따라 여러 가지의 피부 개선 효과를 창출할 수 있다.
따라서, 상기 제2파장은 신진대사, 보습, 주름 개선, 탄성강화 등을 위해 치료광으로 사용될 수 있다.
상기 광변환층은 상기 수분산형 폴리우레탄을 포함할 수 있으며, 상기 수분산형 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 물로 조성이 구성되어 제조될 수 있으며, 폴리이소시아네이트 또는 폴리올의 경우 한정되지 않으며, 상기 수분상형 폴리우레탄의 경우 당업계에서 피부부착 패치용으로 통상적으로 사용하는 것이라면 종류를 특별히 한정하지 않는다.
상기 광변환층의 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 상기 적색형광체의 비율은 100 : 5 내지 100 : 10 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 100 : 8 중량부 일 수 있다.
상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 상기 적색형광체의 비율이 100 : 8 중량부 일 경우에 620 nm 의 파장의 방출량이 가장 우수하게 나타날 수 있다.
상기 광변환층의 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 상기 적색형광체의 비율은 100 : 8 중량부이며, 상기 적색발광체는 Gd2O2S:Eu 일 경우에 적색광의 방출량이 우수한 효과가 있다.
상기 자외선 차단층은 실리콘 잉크 수지 및 무기 자외선 차단제를 포함할 수 있다.
자연광인 태양광의 경우나 인공광의 경우 입사되는 빛이 자외선을 포함할 수 있는데, 자외선 차단층은 광변환층을 통과하여 전달되는 이러한 자외선이 피부로 전달되지 못하도록 차단하는 기능을 수행한다.
상기 자외선 차단층은 지지성분 및 자외선 차단제를 포함할 수 있으며, 상기 지지성분은 실리콘 잉크 수지가 바람직하며, 상기 자외선 차단제는 무기 자외선 차단제가 바람직하다. 상기 실리콘 잉크 수지는 공지된 재료를 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않으며, 상기 자외선 차단층은 실리콘 잉크 수지 이외에도 지지기능을 수행할 수 있는 지지성분을 재료로 사용할 수도 있다. 상기 지지성분은 친수성 수지 또는 소수성 수지가 사용될 수 있으며, 상기 친수성 수지는 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 폴리아크릴산(PAA), 카르복시 메틸 셀룰로오스(CMC, Carboxyl methyl cellulose) 및 전분(starch)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 소수성수지는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 소수성수지라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 물에 용해되지 않고 유기용매에 용해되는 소수성수지를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 열가소성폴리우레탄수지(TPU), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드 및 폴리메틸 메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 자외선 차단제는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 자외선 차단제라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 유기 자외선 차단제 및 무기 자외선 차단제를 모두 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 TiO2를 포함할 수 있다. 이에 따라, 자외선 차단지수가 더욱 우수할 수 있다.
상기 유기 자외선 차단제는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 유기 자외선 차단제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는, 메틸렌 비스-벤조트리아졸릴 테트라메틸부틸페놀(MBBT), 비스-에틸헥실옥시페놀 메톡시페닐 트리아진(BEMT), 폴리실리콘-15, 부틸메톡시디벤조일메탄, 옥토크릴렌, 페닐벤즈이미다졸술폰산 및 에틸헥실메톡시신나메이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기 자외선 차단제는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 무기 자외선 차단제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(SiO2), 산화망간(MnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화세륨(CeO3) 및 마이카(운모, mica)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 무기 자외선 차단제는 이산화티탄(TiO2)을 포함할 수 있따.
상기 자외선 차단제는 상기 지지성분 100 중량부를 기준으로 5 내지 10 중량부 포함될 수 있으며, 바람직하게는 8 중량부 포함될 수 있다.
상기 자외선 차단제는 패치를 피부에 부착 시 자외선 차단물질이 피부에 직접 접촉되지 않으며, 이에 따라 피부 트러블, 자극현상이 발생하지 않고 자외선 차단성능을 발현할 수 있다.
상기 자외선 차단층의 상기 실리콘 잉크 수지 및 상기 무기 자외선 차단제의 비율이 100 : 8 중량부이며, 상기 무기 자외선 차단제는 이산화티탄(TiO2)이 바람직하다.
상기 색채부여층은 조색용 수지 조성물을 포함하며, 조색용 수지 조성물은 발현되는 색의 종류에 따라 공지된 다양한 수지를 사용할 수 있으며, 섬유 원단을 포함할 수 있다. 상기 섬유 원단은 탄성력을 갖는 섬유를 포함할 수 있으며, 매쉬(Mesh) 구조를 포함할 수 있다.
상기 색채부여층은 패치의 색상을 입히는 공정을 통해 제조될 수 있으며, 패치의 색채가 발현되도록 조색을 배합하여 제조된 조색용 수지 조성물을 포함할 수 있다.
상기 실리콘층은 밀착성과 유연성이 우수하고, 반복적인 재사용이 가능하도록 실리콘을 포함한다.
상기 실리콘층은 경도 5° 내지 10° 정도의 초 연질로서, 두께는 10 μmT 내지 200 μmT 정도로 성형될 수 있다. 상기 실리콘층의 상기 범위의 경도로 인하여 본 발명의 자외선 차단용 패치는 표면이 끈적끈적하여 상당한 점착성을 가지므로 피부 부착력이 우수할 수 있다.
본 발명의 자외선 차단용 패치는 연질이면서도 얇은 두께로 성형되기 때문에 부드럽고 유연성이 우수하여, 사용자의 부착 부위 굴곡에 따라 밀착될 수 있으며, 점착성으로 인해 피부 부착된 상태가 유지될 수 있다.
상기 실리콘은 유연성과 점착성을 가질 뿐만 아니라 인체에 무해한 안전 소재이므로 본 발명의 사용에 바람직하다.
상기 실리콘층은 원적외선방사물질 분말을 포함된 실리콘컴파운드를 통해 성형될 수도 있다. 상기 실리콘 층은 피부 부착시 냉감효과가 가능한 멘톨을 포함할 수 있다.
상기 멘톨은 모노테르펜에 속하는 알코올의 일종으로 꿀풀과(科)의 다년생 숙근초인 박하(Peppermint/Mentha arvensis var,Piperascens)의 원유에서 추출해 낸 박하뇌와 박하유의 주성분이다. 멘톨은 독특한 상쾌감이 있는 향이 나는 무색의 침상(針狀)결정으로서, 물에서는 거의 녹지않고 에탄올, 에테르, 클로로포름에는 잘 녹는 특성을 지니고 있다. 멘톨을 추출하는 방법은 공지의 기술이며, 박하의 잎이나 줄기를 수증기로 증류하여 얻거나, 멘톤ㆍ프레곤ㆍ피페리톤ㆍ티몰ㆍ이소프레골 등의 케톤기 또는 이중 결합에 물을 첨가하면 용이하게 합성된다. 상기 멘톨은 천연 추출 멘톨 또는 정제한 합성 L-멘톨을 사용할 수도 있다.
상기 멘톨은 상기 실리콘 층에 포함할 경우 냉감물질로 활용될 수 있으며, 상기 냉감물질(냉감제)란 피부나 점막에 대해서 생리적으로 차가운 감을 주는, 소위 냉감(청량) 작용을 가진 물질이며, 멘톨 및 멘톨 유도체(예컨대, 멘톡시프로판디올)를 들 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 원적외선 방사물질은 원적외선 방출 기능이 있는 광물이면 바람직하며, 이에 제한되지 않는다.
원적외선은 6 내지 14 ㎛의 파장대의 영역을 가지며, 생체를 구성하는 유기체와 공명현상을 일으켜 받아들이기 좋은 파장대가 될 수 있다.
상기 원적외선 방사물질 분말은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3)이 특정 배합비로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 전체 실리콘층 100 중량부를 기준으로 산화알루미늄(Al2O3)을 0.5 중량부, 산화철(Fe2O3)을 0.03 중량부 및 산화칼슘(CaO)을 0.02 중량부를 포함할 수 있다.
상기 산화알루미늄(Al2O3)을 0.5 중량부, 산화철(Fe2O3)을 0.03 중량부 및 산화칼슘(CaO)을 0.02 중량부 포함할 경우에, 상기 제2파장의 빛과 함께 사용되어 적외선 파장과 원적외선의 파장대가 동시에 피부에 자극될 경우 통증완화의 효과를 줄 수 있으며, 원적외선에 따른 피부의 노폐물의 배출시키는 효과가 있다.
또한, 원적외선 방사물질이 실리콘에 포함될 경우 자외선 차단효과에 부가적인 영향을 미칠 수 있어, 자외선 차단효과가 상승할 수 있다.
상기 이형필름층은 점착수단에 의해 제거 가능하게 접촉되어 자외선 차단용 패치를 피부에 부착할 경우 제거되어 사용될 수 있으며, 피부에 부착될 경우 상기 실리콘층의 점착면을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 실리콘층이 외부에 노출되는 경우 오염물 등에 의해 점착력이 저하될 수 있기 때문에, 상기 이형필름층이 실리콘층의 점착면을 보호할 수 있다.
상기 이형필름층은 상술한 기능을 수행할 수 있는 한 다양한 재질이나 종류의 시트가 사용될 수 있음은 물론이며, 공지된 기술을 사용하기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 광변환층, 상기 자외선차단층, 상기 색채부여층 또는 상기 실리콘층 사이에 접착제를 포함하는 프라이머층이 개재될 수 있다. 상기 프라이머층은 상기 광변환층 내지 상기 실리콘층의 상호층간의 접착력을 높일 수 있도록 접착제가 사용될 수 있으며, 상기 접착제는 인체에 무해한 접착제가 바람직하며, 패치에 사용가능한 접착제라면 그 종류에 특별히 제한되지 않는다.
상기 접착제는 더욱 바람직하게는 패치의 항균 특성을 증가하고 보관성을 향상시키기 위해 항균성 고분자를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 키토산을 포함할 수 있으며, 상기 키토산의 접착성을 강화하기 위해 카테콜계 화합물과 혼합하여 사용될 수 있으며, 상기 카테콜계 화합물은 벤젠 고리에 두 개의 히드록시기가 연결된 구조를 갖는 화합물을 의미하며, 이러한 히드록시기로 인해 관능기와 반응함으로써 접착성을 더욱 발현시킬 수 있다.
이러한 카테콜계 화합물로 예를 들면 L-도파(L-Dopa), 피로갈롤(Pyrogallol), 도파민(Dopamine), 피로카테콜(Pyrocatechol), 노르에피네프린(norepinephrine) 및 3,4-디히드록시 신남산(3,4-dihydroxycinnamic acid, DHCA)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 복수일 수 있으며, 바람직하게는 도파민일 수 있다.
상기 카테콜계 화합물은 상기 단일 화합물일 수 있으나, 이들이 분자 구조 내 존재하는 것이면 그 어떤 형태의 화합물이라도 가능하다. 일례로, 고분자의 주쇄 또는 측쇄에 카테콜계 유기 화합물이 관능기로 부착된 형태를 가질 수 있다.
상기 키토산과 및 상기 카테콜계 화합물은 10 : 1 내지 3: 1 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접착제는 필요에 따라 항균성 및 접착성을 더욱 높이기 위해 하나 이상의 양이온 고분자 입자를 더 포함할 수 있다.
상기 양이온 고분자 입자는 상술한 항균성 고분자 등과 화학적 결합을 이룰 수 있는 양이온 관능기를 다수 포함하고 있기 때문에 각 성분 간의 결속력을 높여 접착성이 증대되는 효과를 가진다. 또한 상기 양이온 고분자 입자는 패치의 항균 특성이 더욱 증가될 수 있다.
본 발명에 의한 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치의 두께는 340 내지 380 μmT 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 370 μmT 일 수 있다.
340 μmT 미만일 경우 자외선 차단효과가 99% 이상 차단되기 어려울 수 있으며, 380 μmT 이상일 경우 방출되는 적색광이 피부에 충분히 도달되기 어려울 수 있다.
본 발명에 의한 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치는 얼굴 전체를 커버하는 형태로 성형될 수도 있으나, 바람직하게는 얼굴을 부분적으로 커버하도록 성형될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 반달형상으로 성형될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자외선 차단용 패치는 실리콘층과 이형필름층 사이에 유효성분을 포함하는 기능성 물질층을 포함할 수도 있다.
상기 기능성 물질층은 피부에 보습 및 미백 기능을 포함하는 기능성 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치는 세척하여 반복적인 사용 및 재사용이 가능하기 때문에 반영구적이라 할 수 있으며, 따라서 경제적이다.
이하, 실시예 및 비교예를 예로 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
다만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
수분산형 폴리우레탄 수지(WDPU : Water Dispersion Polyurethane) 100 중량부 대비 적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 2.5μm, 비중 7.5의 Gd2O2S:Eu 4.5 중량부로 구성하여 광변환층을 구성하고,
실리콘 잉크 수지 100 중량부 대비 및 자외선 차단제로 TiO2 10 중량부를 구성하여 자외선 차단층을 구성하고, 조색용 수지와 메쉬 원단으로 색채부여층을 구성하고, 경도 5° 내지 10° 의 연질 실리콘을 포함한 실리콘층으로 구성하고, 이형필름층을 구성하여 두께 350 μmT 의 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<실시예 2>
적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 2.5μm, 비중 7.5의 Gd2O2S:Eu 8 중량부로 구성하고, 자외선 차단제로 TiO2 8 중량부, 두께 370 μmT 로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<실시예 3>
실리콘층에 원적외선 방사물질로 산화알루미늄(Al2O3)을 0.3 중량부, 산화철(Fe2O3)을 0.3 중량부 및 산화칼슘(CaO)을 0.3 중량부 포함하여 구성한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<실시예 4>
실리콘층에 원적외선 방사물질로 산화알루미늄(Al2O3)을 0.5 중량부, 산화철(Fe2O3)을 0.03 중량부 및 산화칼슘(CaO)을 0.02 중량부 포함하여 구성한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<실시예 5>
적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 2.5μm, 비중 7.5의 Gd2O2S:Eu 3.5 중량부로 구성하고, 자외선 차단제로 TiO2 5 중량부, 두께 340 μmT 로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<비교예 1>
적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 6.6μm, 비중 7.5의 YVO4 4.5 중량부로 구성하고, 자외선 차단제로 유기자외선 차단제 티노빈 8 중량부, 두께 310 μmT 로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<비교예 2>
적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 6.6μm, 비중 7.5의 YVO4 4.5 중량부로 구성하고, 자외선 차단제로 TiO2 5 중량부, 두께 330 μmT 로 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<비교예 3>
적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 6.6μm, 비중 7.5의 YVO4 4.5 중량부로 구성하고, 자외선 차단층을 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<비교예 4>
경도 25° 내지 30° 의 실리콘을 포함하는 실리콘층을 포함한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 자외선 차단 패치를 제조하였다.
<실험예 1> - 흡수율 및 발광율 측정
자외선 차단과 적색광의 발광 성능을 측정하기 위해 스텔라넷(Stellarnet) 사의 SL3 장비를 사용하여 파장역역 190 내지 450nm의 광원(light source)을 조사하여 파장에 따른 흡수율 및 발광율을 측정하였다.
상기 실시예들 및 비교예들에서 제조된 패치를 측정한 결과 비교예 3을 제외하고는 250 nm 파장에서 1.50 E+00를 넘는 것을 확인하였으며, 250 nm 파장에서 각각의 흡수율을 측정(E+00)하여 표 1에 나타내었다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2
흡수율
(E+00) 측정 : Absorbance (a.u)		 1.68 1.71 1.72 1.75 1.65 1.51 1.54
상기 실시예들 및 비교예들에서 제조된 패치를 500 내지 650 nm 파장에서 발광율을 측정(E-00)하였고, 적색광으로 적합한 610 내지 630 nm 파장 중 가장 방출율이 높은 620 nm 파장에서 발광율을 측정하여 표 2에 나타내었다.
구 분 발광율(E-01) : Emission(a.u)
실시예 1 -4.30 E-01
실시예 2 -4.90 E-01
실시예 3 -4.95 E-01
실시예 4 -5.05 E-01
실시예 5 -1.50 E-01
비교예 1 -0.80 E-01
비교예 2 -1.00 E-01
상기 표 1 및 표 2에 나타난 바에 의하면 적색발광체인 포스퍼 물질로 D50 2.5μm, 비중 7.5의 Gd2O2S:Eu를 8 중량부로 구성하고, 자외선 차단제로 TiO2를 8 중량부로 구성하고, 자외선 패치의 두께가 370 μmT 일 경우 흡수율 및 발광율이 가장 우수한 것을 알 수 있으며, 원적외선 방사물질을 일부 포함할 경우 흡수율 및 발광율의 효과를 더욱 우수하게 할 수 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 원적외선 방사물질을 실시예 4의 배합비로 포함할 경우에 흡수율 및 효과가 우수하게 나타날 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 2> - 자외선 차단율 측정
상기 실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 자외선 차단용 패치를 KS K 0850의 시험방법을 통하여 UV-A 차단율을 측정하여 표 3에 나타내었다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
차단율
(%)		 99.9 99.9 99.9 100 99.7 95.8 97.6 83.0
상기 표 3에 나타난 바에 의하면 실시예들의 경우 자외선 차단율이 우수하게 나타난 것을 확인할 수 있었으며, 유기자외선 차단제의 경우 자외선 차단 효과가 미비하며, 원적외선 방사물질을 포함할 경우 자외선 차단 효과에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었다.
<실험예 3> - 피부 부착력 측정
상기 실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 자외선 차단용 패치의 피부 부착력을 평가하기 위해 피실험자 20명의 눈 밑 광대에 부착하였으며, 드라이기로 3분간 건조하고 12시간 후 부착 상태를 평가하여 평균결과를 표 4에 나타내었다.
구 분 패치의 부착 상태
부착직후 30분후 2시간후 12시간후
실시예 1 우수 완벽하게 부착 부착상태 양호 부착상태 양호
실시예 2 우수 완벽하게 부착 부착상태 양호 부착상태 양호
실시예 3 우수 완벽하게 부착 부착상태 양호 부착상태 양호
실시예 4 우수 완벽하게 부착 부착상태 양호 부착상태 양호
실시예 5 우수 완벽하게 부착 부착상태 양호 부착상태 양호
비교예 4 낮음 부착상태 양호 2시간 이전 탈락 -
상기 표 4의 실시예들에서 나타난 바와 같이 경도 5° 내지 10° 의 연질 실리콘을 포함하는 실리콘층을 포함하는 경우 피부 부착상태가 우수한 것을 알 수 있으며, 실시예 4, 5의 경우처럼 원적외선 방사물질을 실리콘층에 포함하더라도 부착력의 저하가 일어나지 않는 것을 확인할 수 있었다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 광변환층
20 : 자외선차단층
30 : 색채부여층
40 : 실리콘층
50 : 이형필름층

Claims (5)

  1. 자외선 차단용 패치에 있어서,
    수분산형 폴리우레탄 수지 및 자연광 혹은 인공광으로부터 제1파장의 빛을 흡수하여 여기(excitation)된 후 완화(relaxation)되면서 제2파장의 빛을 상기 인체의 피부로 방출하는 포스퍼(phosphor) 물질로 이루어진 적색발광체를 포함하는 광변환층;
    실리콘 잉크 수지 및 무기 자외선 차단제를 포함하는 자외선 차단층;
    조색용 수지 조성물을 포함하는 색채부여층;
    경도 5° 내지 10° 의 연질 실리콘을 포함하는 실리콘층;
    점착수단에 의해 제거 가능하게 접촉되어 피부에 부착될 상기 실리콘층의 점착면을 보호하는 이형필름층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실리콘층은 원적외선 방사물질 분말 또는 멘톨을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2파장은 가시광선 또는 근적외선 영역의 파장인 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광변환층은 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 상기 적색형광체의 비율이 100 : 5 내지 100 : 10 중량부이며, 상기 적색발광체는 YVO4:Eu, Y2O3:Eu, Gd2O2S:Eu 및 Gd2O3:Eu 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자외선 차단층은 상기 실리콘 잉크 수지 및 상기 무기 자외선 차단제의 비율이 100 : 5 내지 100 : 10 중량부이며, 상기 무기 자외선 차단제는 이산화티탄(TiO2) 이고, 상기 자와선 차단용 패치의 두께는 340 내지 380 μmT 인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장변환 기능을 갖는 자외선 차단용 패치.
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