상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시이트상 기재, 상기 기재의 어느 일면에 적층되며, 물을 함유하는 성질을 가지는 점착고분자, 시클로덱스트린 및 물을 포함하는 열흡수성 조성물, 및 상기 시클로덱스트린에 흡착 또는 포접되어 있는 정유를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각패치를 제공한다.
여기서 상기 열흡수성 조성물 100중량부는 물 30 내지 95 중량부와 시클로덱스트린과 물함유 고분자의 총합 5 내지 70중량부를 포함하며, 상기 시클로덱스트린 100중량부에 대하여 물함유 고분자는 150 내지 5000중량부로 포함되어 있는 것이 바람직하며, 상기 냉각패치는 냉각 지속 시간과 향기 발산 시간이 실질적으로 동일하면 더욱 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 사용되는 열흡수성 조성물은 물, 시클로덱스트린(cyclodextrin) 및 물을 함유하는 성질을 가지는 점착고분자(이하, "물함유 고분자"라 한다.)를 필수성분으로서 함유하며, 상기 "물함유 고분자"는 물을 흡수하여 담지하는 담체로서의 역할을 한다. 이와 같은 열흡수성 조성물이 신체에 접착되면, 체온에 의하여 물이 증발하며, 물이 증발하면서 증발열을 흡수하게 되므로 신체를 냉각하는 효과를 얻을 수 있다. 열흡수성 조성물에 포함되는 물의 함량은 특히 제한하지 않으나, 최종 열흡수성 조성물(물, 시클로덱스트린 및 물함유고분자) 100중량부에 대하여 30 내지 95 중량부인 것이 바람직하며, 40 내지 95중량부이면 더욱 바람직하다.이와 같은 열흡수성 조성물은 점착성을 가지는 겔의 형태로 제조되는 것이 바람직하다.
물함유 고분자로는 폴리아크릴산 및/또는 폴리아크릴산염을 사용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라 다가 금속류를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 폴리아크릴산 및/또는 폴리아크릴산염은 직쇄상 또는 분기쇄상일 수 있으며, 분자량도 특히 제한하지 않으며, 1만 내지 1000만의 분자량을 가지는 폴리아크릴산을 광범위하게 사용할 수 있다. 겔의 강도를 증진시키고, 많은 수분을 안정적으로 담지하는 측면에서는 100만 내지 700만의 분자량을 가지는 폴리아크릴산을 사용하는 것이 좋다. 상기 폴리아크릴산은 통상적으로 아크릴산을 중합하여 얻을 수 있으며, 아크릴산에 소정량의 폴리비닐알콜 등을 가교시켜 사용할 수도 있다. 폴리아크릴산의 염으로서는 특히 제한하지 않으나, 폴리아크릴산나트륨, 폴리아크릴산칼륨 등의 폴리아크릴산의 1가 금속염, 폴리아크릴산모노에탄올아민, 폴리아크릴산디에탄올아민, 폴리아크릴산트리에탄올아민 등의 폴리아크릴산 아민류, 폴리아크릴산의 암모늄염 등을 사용할 수 있다. 상기 물을 함유하는 성질을 가지는 고분자로는 이상 상술한 바와 같은 폴리아크릴산 및/또는 폴리아크릴산염이 대표적으로 사용될 수 있으나, 이외에도, 일반적으로 겔화제로서 사용되는 알긴산, 알긴산프로필렌글리콜에스테르, 펙틴 등의 다당류를 사용할 수도 있다.
본 발명의 열흡수성 조성물에 사용되는 시클로덱스트린은 시클로덱스트린에흡착 또는 포접되는 정유 성분의 크기에 따라 α, β및 γ타입의 일종 혹은 이종 이상의 혼합물을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 이와 같이 정유를 흡착 또는 포접하는 시클로덱스트린을 사용하는 경우에는 냉각패치를 압축하거나, 가열하는 경우에도 정유의 급속한 발산을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
상기 시클로덱스트린과 상기 물함유 고분자의 혼합비는 시클로덱스트린 100중량부에 대하여 물함유 고분자를 150 내지 5000중량부로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 물함유 고분자의 사용량이 150중량부 미만일 경우에는 냉각패치의 함수성이 적어져 냉각 작용이 저하되고, 상기 물함유 고분자의 사용량이 5000중량부를 초과하는 경우에는 정유와 결합되는 시클로덱스트린의 함량이 적어져 정유의 발산 속도를 조절할 수 없는 단점이 있다. 상기 시클로덱스트린과 물함유 고분자의 총합은 본 발명의 열흡수성 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 70중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 5 내지 60중량부를 사용하면 더욱 바람직하다. 여기서 시클로덱스트린과 물함유 고분자의 총합이 5 중량부 미만일 경우에는 물을 충분히 포함할 수 없으며, 70중량부를 초과하면 물이 충분히 함침되지 않으므로 냉각패치의 냉각효과를 오랜 시간동안 지속할 수 없다.
폴리아크릴산과 함께 사용되는 다가 금속류는 폴리아크릴산 및/또는 폴리아크릴산염을 가교시키기 위한 가교제로서 사용되는 것으로서, 상기 폴리아크릴산 또는 폴리아크릴산염을 가교시키는 것이면 특히 제한되지 않으나, 바람직하게는 카드늄, 알루미늄, 티탄, 망간, 코발트, 니켈, 마그네슘, 칼슘 등의 다가 금속, 그들의염 또는 그들의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 또는 그들의 화합물은 피부에 부착할 경우 안전하고, 겔 형성성이 우수하며, 저가이므로 더욱 바람직하다. 상기 가교제로서 상기 다가 금속 화합물을 사용하는 경우에 그 배합량은 전체 열흡수성 조성물 100중량부에 대하여 0.001 내지 10중량부인 것이 바람직하고, 0.01 내지 5중량부이면 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 열흡수성 조성물은 1중량% 수용액의 점도가 1000 내지 4000cps(25℃)인 셀룰로스 유도체 및/또는 그 염을 더욱 포함하는 것이 바람직하고, 이와 같이 셀룰로스 유도체를 첨가하면 피부에 위화감이 없고, 적당한 점착력을 가지며, 피부자극이 적은 수성 점착제가 더욱 확실하게 얻어진다. 셀룰로스 유도체 및/또는 그 염의 합계 배합량은 전체 조성물 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 특히 0.5 내지 5중량부인 것이 바람직하다. 셀룰로스 유도체 및 그 염으로서는 카르복시메틸셀룰로스나트룸, 카르복시메틸셀룰로스칼륨 등의 카르복시메틸셀룰로스의 알카리금속염을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 열흡수성 조성물에는 필요에 따라 글리세린, 솔비톨, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올 등의 다가 알콜과, 멘톨 등 청량감을 부여하는 것으로 알려진 통상의 물질을 청량화제로서 더욱 첨가하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 정유류로는 상기 시클로덱스트린에 흡착 또는 포접되어 발산속도가 제어되는 모든 정유류가 사용될 수 있으며, 예를 들면, 불면증을 개선할 수 있다고 알려진 캐모마일(Camomile), 라벤더(lavender),네로리(Neroli), 벤조인(Benzoin), 베르가모트(Bergamot), 클라리 세이지(Clary Sage), 마조램(Marjoram) 등을 사용할 수 있으며, 일반적으로 진정효과가 있다고 알려진 쥬니퍼(Juniper), 멜리사(Melissa), 샌달우드(Sandalwood), 양양(Ylang Ylang) 등을 사용할 수도 있으며, 불안증에 효과가 있다고 알려진 싸이프레스(Cypress), 프랑킨센스(Frankincense), 게라니윰(Geranium), 히솝(Hyssop), 쟈스민(Jasmine), 패치울리(Patchouli), 로즈(Rose), 버베나(Verbena) 등을 사용할 수도 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 정유류의 다른 예로는 식욕개선효과가 있다고 알려진 카라웨이(Caraway), 카다몸(Cardamom), 코리안더(Coriander), 페넬(Fennel), 진저(Ginger), 레몬(Lemon), 펜넬(Fennel) 등과, 우울증에 효과가 있다고 알려진 제라니윰(Geranium), 정신적 피로에 효과가 있다고 알려진 바실(Basil), 페퍼민트(Peppermint), 로즈마리(Rosemary) 등이 있으며, 두통에 효과가 있다고 알려진 유캐립터스(Eucalyptus), 피부노화에 효과가 있다고 알려진 시토피래틱(Cytophylatic), 셀러리(Celery), 파슬리(Parsley) 등을 예시할 수 있다. 본 발명에 사용할 수 있는 정유류의 또 다른 예로는 쑥향, 회향유(Oleum Foeniculi), 대회향유(Oleum AnisiStellati), 계피유(Oleum Cinnamomi), 정자향유(Oleum Caryophylli), 티미안유(Oleum Thymi), 테레빈유(Oleum Terbinthinae), 헤노포디유(Oleum Chenopodii), 산들깨유(Oleum Moslae), 오렌지유(Oleum Aurantii), 등화유(Oleum Floris Aurantii), 시트로넬라유(Oleum Citronellae), 레몬그라스유(Oleum Cymbopogonis Citrati), 장뇌유(Oleum Camphorae), 제라늄유(Oleum Geranii) 등을 더욱 예시할 수 있으며, 이와 같은 정유류 중에서 선택된 1종을 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명의 냉각패치에 포함되는 정유류의 함량은 물함유 고분자, 시클로덱스트린 및 물로 이루어진 조성물 100중량부에 대하여 0.0005 내지 0.5중량부인 것이 바람직하며, 0.02 내지 0.4중량부를 사용하면 더욱 바람직하다. 여기서 상기 정유류의 함량이 0.0005중량부 미만이면 향기의 발산이 적고, 냉각패치의 수명이 다하기 전에 향기가 모두 발산되어 바람직하지 못하고, 상기 정유류의 함량이 0.5중량부를 초과하면 향기 발산 속도 조절이 되지 않아, 급격한 향기 발산이 이루어지기 쉽고, 냉각패치의 수명이 다한 후에도 향기가 계속 발산되는 문제점이 있다.
본 발명의 냉각패치를 제조하기 위해서는, 먼저 폴리아크릴산 단독 혹은 폴리아크릴산과 폴리비닐피롤리돈의 폴리머 브랜드 성분 등의 물함유 고분자, 시클로덱스트린 및 정유 성분을 혼련하여 얻은 조성물을 물과 함께 교반하면서 탈포하여 열흡수성 조성물을 제조한다. 다음으로 제조된 열흡수성 조성물을 시이트상 기재에 도포하여 본 발명에 따른 냉각패치를 제조할 수 있다. 상기 시이트상 기재에 도포하는 조성물의 두께는 사용감, 흡열량 등을 고려하여 0.5 내지 10mm인 것이 바람직하고, 1 내지 5mm이면 더욱 바람직하다.
상기 시이트상 기재는 열흡수성 조성물을 담지하는 것으로서, 휘발성분인 정유 및 수분을 투과시키는 성질을 가지는 것이면 특히 한정하지 않으나, 아세테이트, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아크릴, 면, 마, 모 등으로 이루어진 직포또는 부직포를 사용할 수 있고, 합성수지 필름 등도 상기 기재로서 사용할 수 있다. 이상과 같은 투과, 투습성을 가지는 한 시이트상 기재의 개구공의 형성유무에 대하여도 특히 한정하지 않으나, 0.001 내지 5mm 크기의 개구공이 상기 시이트상 기재에 형성되어 있으면 향기 투과 및 투습 성능이 향상되므로 더욱 바람직하다. 특히 상기 기재로서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 등 합성수지 필름을 사용하는 경우에는 적절한 투과, 투습성을 부여하기 위하여 메쉬 형태의 시이트를 사용하는 것이 좋으며, 이 경우에도 상기 시이트상 기재에 형성되어 있는 개구공의 크기는 0.001 내지 5mm인 것이 바람직하다. 본 발명의 냉각패치는 취급성 및 위생 문제를 고려하여, 사용 시에 박리, 제거하는 박리필름을 열흡수성 조성물의 표면에 적층시켜 사용할 수 있으며, 상기 박리필름으로는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 정유를 함유하는 냉각패치를 사용자의 이마, 가슴, 목 등에 부착하면, 체온에 의하여 패치 내부의 수분 및 정유가 증발하게 되며, 수분의 증발에 의한 신체 접촉부의 냉각효과와, 시클로덱스트린에 의하여 지속적이고 은은하게 발산되는 정유의 효과에 의하여, 사용자의 정서를 안정시켜 숙면을 취하게 하거나, 학습능력을 향상시키는 등 신경, 정신계통에 유익한 작용을 한다. 특히 본 발명의 정유를 함유하는 냉각패치는 냉각패치에 포함되는 수분의 양, 정유의 양 및 시클로덱스트린의 양을 적절히 조절함에 의하여 냉각 효과와 향기 발산 효과가 동시에 종료되도록 함으로서 더욱 효과적인 냉각패치를 제조할 수 있다.
이하, 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
하기 성분비율로 폴리아크릴산나트륨, 수산화 알루미늄, 시클로덱스트린 및 정유로서 불면증에 효과가 있다고 알려진 베르가모트를 혼합한 후, 탈이온수가 투입되어 있은 교반혼련기에 상기 혼합물을 첨가하고, 교반한 다음, 수분간 진공, 탈포함으로써 열흡수성 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물을 셀룰로오스 부직포에 3mm 두께로 도포하여 정유를 함유하는 냉각패치를 제조하였다.
폴리아크릴산나트륨 6중량%
수산화 알루미늄 15중량%
시클로덱스트린 3중량%
베르가모트 0.4중량%
탈이온수 75.5중량%
[실시예 2]
정유로서 캐모마일을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 냉각패치를 제조하였다.
[실시예 3]
정유로서 라벤더를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 냉각패치를 제조하였다.
[비교예 1 내지 3]
시클로덱스트린을 사용하지 않고, 폴리아크릴산나트륨이 9중량%가 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 각각 동일하게 실시하여 정유를 함유하는 냉각패치를 제조하였다.
건강하고 정상적인 남녀 각각 5명의 목 부위에 실시예 1-3 냉각패치를 첩부하고, 냉기의 지속시간과 향기의 지속 시간을 측정하였으며, 다음날 동일한 실험대상에 대하여 비교예 1 내지 3의 냉각패치를 다시 첩부하고 냉기의 지속시간과 향기의 지속 시간을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에 있어서, 표 내부의 숫자는 해당하는 시간까지만 냉기 및 향기를 느낀 사람의 숫자를 나타낸 것이다.
|
냉기의 지속 시간 |
향기의 지속 시간 |
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1시간 |
2시간 |
3시간 |
4시간 |
5 시간이상 |
1시간 |
2시간 |
3시간 |
4시간 |
5시간이상 |
실시예 1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10 |
실시예 2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
실시예 3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
비교예 1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
0 |
0 |
8 |
2 |
0 |
비교예 2 |
0 |
0 |
0 |
2 |
8 |
0 |
1 |
8 |
1 |
0 |
비교예 3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
9 |
0 |
1 |
8 |
1 |
0 |
상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 실험에 참여한 10사람 모두 실시예 및 비교예의 냉각패치로부터 평균 5시간 이상의 냉각효과를 느낄 수 있었으나, 실시예의 냉각패치로부터는 5시간 이상 향기가 지속됨에 반하여, 비교예의 냉각패치에서는 향기의 지속시간이 4시간을 넘지 않음을 알 수 있다. 상기 실험에서 비교예의 냉각패치를 첩부한 경우에는 향기의 매우 급속한 발산에 의하여 불쾌감을 느끼는 경우도 있었으며, 실험대상의 남녀차이에 의한 실험결과상의 차이는 발견되지 않았다.