(57)【要約】  不織布およびバイオセルロースを含み、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有するバイオセルロースシート、その製造方法、および前記シートを含む美容パックが提供される。
2021532283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布およびバイオセルロースを含み、
不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有する、
バイオセルロースシート。
【請求項２】
前記不織布の一面に不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造が形成され、前記不織布の反対面にはバイオセルロース繊維が形成されない、請求項１に記載のバイオセルロースシート。
【請求項３】
前記バイオセルロースシートの引張強度が１．０Ｍｐａ以上である、請求項１または２に記載のバイオセルロースシート。
【請求項４】
前記バイオセルロースシートの剥離強度が１．０Ｎ／ｍ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオセルロースシート。
【請求項５】
前記不織布の繊維は、マイクロファイバーである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイオセルロースシート。
【請求項６】
前記不織布は、天然繊維および合成繊維からなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバイオセルロースシート。
【請求項７】
バイオセルロース培養液に不織布を含浸する段階；および
前記バイオセルロース培養液が含浸された不織布上でバイオセルロースを培養する段階を含む、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイオセルロースシートの製造方法。
【請求項８】
前記バイオセルロース培養液がアルコール、タンパク質、酵母および微生物を含むものである、請求項７に記載のバイオセルロースシートの製造方法。
【請求項９】
前記培養が静置培養である、請求項７に記載のバイオセルロースシートの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイオセルロースシートを含む美容パック。
【請求項１１】
化粧料成分がシートに担持されている、請求項１０に記載の美容パック。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバイオセルロースシートを含む医療用パッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２０１８年９月２７日付の韓国特許出願第１０−２０１８−０１１５３１８号および２０１９年９月２６日付の韓国特許出願第１０−２０１９−０１１９１４６号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、不織布およびバイオセルロースを含み、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有するバイオセルロースシート、その製造方法、および前記シートを含む美容パックまたは医療用パッチに関する。
【背景技術】
【０００３】
化粧品および医療分野で用いられるシート（ｓｈｅｅｔ）は、液状、クリームまたは乳液形態の化粧料または医薬成分を担持して皮膚に付着できる生地をいう。このようなシートは各種効能成分を担持可能で、皮膚への付着時、効能成分が皮膚に浸透して美容あるいは治療効果を示す。したがって、このようなシートは、皮膚に保湿、美白または栄養供給などのための美容パックとして用いられるか、火傷や創傷治療用のような医療用パッチとして用いられる。
【０００４】
シートは多様な素材を用いて製造されてきた。初期に開発されたシートは不織布素材であって、レーヨンとポリプロピレンを混紡した不織布に美白、しわ防止、栄養供給などの目的を有する化粧料を塗布した。不織布は、材料の確保が容易かつ価格が安価で市中に低価格帯で多量流通していた。以後、不織布を代替した綿素材が開発されたが、合成混紡のレーヨンの代わりに、天然繊維の純綿を用いて皮膚刺激を最小化し、吸水性と密着力を改善した。また、ハイドロゲル素材のシートが開発されたが、これは使用時にエッセンスが流れてしまう既存の不織布または綿素材のシートの欠点を改善し、栄養または有効成分を皮膚の奥深くに伝達して、美容パックの成長の加速化をもたらしてきた。しかし、ハイドロゲルシートは、一部の合成架橋剤によって皮膚トラブルを起こしうる問題を抱えていた。
【０００５】
そこで、最近注目を集めているシートはバイオセルロース素材であって、微生物の培養で得られた天然バイオセルロースを用いたものである。バイオセルロースシートは天然素材で身体に副作用がなく、環境にやさしく、密着力と着用感に優れ、既存の不織布や綿素材に比べて１０倍以上の含水率を有するため、効能成分を皮膚に十分に提供し、皮膚深くに浸透できるという利点がある。
【０００６】
しかし、バイオセルロースは、植物性セルロースより柔らかくてソフトな質感を有する特性によって破損（破れ）しやすく、ハンドリングが難しい問題がある。からといって、バイオセルロースシートの破損を低減するために、バイオセルロースを厚くして生産する場合、時間も長くかかり、厚い厚さによって皮膚に有用な栄養成分を十分に供給するのに限界があり、皮膚の屈曲した部位を十分に覆いきれない問題がある。
【０００７】
そこで、現在商用化されたバイオセルロースシートの場合、シートの破れを防止し、ハンドリングを容易にすべく、バイオセルロースシートを製造した後、その形状を固定するためにシートの一面または両面に支持フィルムを積層または付着させたまま提供されている。支持フィルムとしては、不織布フィルム、網状繊維布フィルム、高分子薄膜フィルム、防水布フィルム、ポリマーフォームフィルム、または紙類フィルムなどがあり、使用者が使用直前に直接取り外さなければならない。
【０００８】
しかし、バイオセルロースシートに支持フィルムを付着させる場合、バイオセルロースシートの製造後に支持フィルムを貼り合わせなければならない追加の工程を必要とし、支持フィルムのコストによって製造費用が上昇し、使用者は製品を使用するたびに支持フィルムを取り外さなければならない煩わしさがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、バイオセルロースシートの利点である優れた密着力、着用感および吸水性を維持しながら、破れとハンドリングの脆弱性を解決できる、改善されたバイオセルロースシートの開発が要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
改善されたバイオセルロースシートであって、支持フィルムを用いなくても破れに強くてハンドリングが容易であり、バイオセルロースシートの利点である密着力、着用感および吸水力はそのまま維持した、バイオセルロースシートを提供する。
【００１１】
一具体例として、不織布およびバイオセルロースを含み、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有する、バイオセルロースシートを提供する。
【００１２】
バイオセルロース培養液に不織布を含浸する段階；および前記培養液が含浸された不織布上でバイオセルロースを培養する段階を含む、バイオセルロースシートの製造方法を提供する。
バイオセルロースシートを含む美容パックを提供する。
バイオセルロースシートを含む医療用パッチを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
密着力、着用感および吸水性が容易であり、別の支持フィルムを積層しなくてもシートの破れに強くてハンドリングが容易であり、直ちに使用可能な効果がある。また、製造工程が容易であり、微生物培養液の使用量が減少して、製造時間と費用を節減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施例によるバイオセルロースシートの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真であって、１番目はバイオセルロースシートにおいてバイオセルロースが形成されず不織布繊維のみ存在する一面を示し、２番目と３番目はバイオセルロースシートにおいてバイオセルロースのナノ径サイズの繊維と不織布のマイクロファイバーが絡み合った構造で存在する他の一面を示す。
【図２】上側写真は従来の両面に不織布フィルムが積層されたバイオセルロースシート断面のＳＥＭ写真であって、バイオセルロースの繊維と不織布の繊維が絡み合っている構造ではないことが分かる。下側写真は本願の一実施例によるバイオセルロースシート断面のＳＥＭ写真であって、シートの一面にバイオセルロースのナノ径サイズの繊維と不織布のマイクロファイバーが絡み合った構造で存在する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一側面により、不織布およびバイオセルロース（Ｂｉｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）を含み、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有する、バイオセルロースシートが提供される。
【００１６】
一般に、セルロースとは、植物体の細胞壁の基本的な構造成分であって、植物繊維を構成する繊維素をいう。例えば、綿毛の約９８％がセルロースであり、亜麻または大麻の繊維は約７０％のセルロースを含有する。これに対し、バイオセルロースとは、微生物の培養により製造される高分子ポリマーであって、微生物セルロース（ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）またはバクテリアセルロース（ｂａｃｔｅｒｉａｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）ともいう。
【００１７】
バイオセルロースの生産菌株としては、アセトバクター（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属、グルコンアセトバクター（Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、ラクトバチルス（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ）属、リゾビウム（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、またはサルシナ（Ｓａｒｃｉｎａ）属菌株などが知られているが、これらの菌株を炭素と窒素が含まれている培地で培養すれば、培養液の界面に半透明膜（ｐｅｌｌｉｃｌｅ）形態のバイオセルロースが生成される。このように形成されたバイオセルロースは、高い機械的強度と極度に微細で純粋なセルロースからなる３次元網状構造（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。
【００１８】
また、バイオセルロースは、植物に由来するセルロースのようにグルコースがβ−１，４で結合したポリマーに相当するが、植物由来セルロースとは異なり、リグニン、ヘミセルロースまたはペクチンのような異物が含有されない純粋な状態で生産されるので、分離と精製が容易である。このような網状構造のバイオセルロース被膜はランダムに形成されたリボン状のフィブリル化されたセルロースであり、その幅は１００ｎｍより小さく且つ半径が２〜４ｎｍである数多くの微細なフィブリルからなる。
【００１９】
このように、バイオセルロースは、繊維幅が植物セルロースよりはるかに少なく、３次元網状構造をなしていて保水性に優れ、ハイドロゲルマスクのようなソフトな質感と滑らかな着用感を有する。このようなバイオセルロースのナノ構造的特性、水分保有能、優れた着用感および生体適合性などによって化粧品および医療分野への活用に適する。
【００２０】
バイオセルロースシートとは、バイオセルロースを適切な厚さおよび／または形態に切り出して身体に付着できる形状に製造されたシートをいい、これに液状、クリームまたは乳液形態の化粧料または医薬成分を担持して身体に付着できる。本明細書では、別途に定義されない限り、バイオセルロースシートはそれに脱離可能に付着または積層された支持フィルムが含まれていないシート自体だけを意味する。
【００２１】
本願で提供されるバイオセルロースシートは、不織布およびバイオセルロースを含み、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有することを特徴とする。したがって、不織布がバイオセルロースシート自体の構成に含まれており、不織布繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を持っていて互いに脱離可能でない構造という点から、従来のバイオセルロースシートに別途に脱離可能に付着または積層されている不織布フィルムとは区分される。
【００２２】
本願において、「絡み合い（ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）」、「絡み合っている構造」、または「絡み合った構造」とは、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が互いに麺類のように絡み合っている状態をいい、この状態では２つの繊維が分離または互いに離れにくいため、これによって不織布とバイオセルロースが互いに脱離可能でなく一体として１つのシートを構成できる。また、絡み合いによって垂直応力や伸張粘度のような高い弾性効果が与えられるか引張強度が高くなって、シートが破損に強くてハンドリングが容易な取扱い特性を有することができる。
【００２３】
不織布は、天然繊維、化学繊維、ガラス繊維、金属繊維などの各種繊維を相互間の特性により、絡み合わせるシート状のウェブ（Ｗｅｂ）を形成し、これを機械的または物理的方法で結合させて作った平面構造の繊維構造体である。原料繊維としては、天然繊維および合成繊維からなる群より選ばれた１種以上が使用できる。例えば、ビスコースレーヨン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維およびセルロース繊維から選ばれた１種以上を含有する不織布素材であってもよい。本願において、不織布の素材または製造方式には特別な制限がない。不織布は通常使用するものであれば適用可能であり、好ましくは、ケミカルボンディング不織布（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、サーマルボンディング不織布（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）、エアレイ不織布（Ａｉｒ  Ｒａｙ）、湿式不織布（Ｗｅｔ  Ｒａｙ）、ニードルパンチング不織布（Ｎｅｅｄｌｅ  Ｐｕｎｃｈｉｎｇ）、スパンレース（水流結合法−Ｗａｔｅｒ  ｚｅｔ）、スパンボンド（Ｓｐｕｎ  Ｂｏｎｄ）、メルトブローン（Ｍｅｌｔ  Ｂｌｏｗｎ）、スティッチボンド（Ｓｔｉｔｃｈ  Ｂｏｎｄ）および電気紡糸（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｓｐｉｎｎｉｎｇ）不織布から選ばれるいずれか１つの形態であってもよい。
【００２４】
不織布は、通常多く使用されるスパンレース方式の不織布であってもよいが、これに限定されない。スパンレース方式は、単繊維を切断してウェブを積層した後、高圧水流を噴射してウェブを結合させる方法であって、高圧水流を受けるウェブの下部に設けられた板のパターンに応じて多様なデザインを得ることができ、比較的薄く製作可能で、柔軟性と通気性に優れて衛生的であるので、美容パック材または医療用パッチ材として適する。
【００２５】
本願で提供されるバイオセルロースシートは、不織布の一面にバイオセルロース繊維が形成されて不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有し、不織布の反対面にはバイオセルロース繊維が形成されないシートであってもよい。バイオセルロース繊維が形成された不織布の一面は、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を有し、使用者の身体皮膚に付着できる。前記バイオセルロースが形成された不織布の一面は、必要に応じて、皮膚付着性を高め、効能成分が皮膚の毛細孔を経て皮膚深くに浸透できるように複数の突出部を含むことができるが、その形態に特別な制限があるものではない。
【００２６】
不織布の繊維は、マイクロファイバーであってもよい。不織布は数十マイクロ径サイズの繊維であって、その上に数ナノ径サイズのバイオセルロースが形成される。
【００２７】
本発明において、不織布の繊維とバイオセルロース繊維の重量比は、バイオセルロースの重量が同一であっても、使用する不織布繊維の種類、形態、厚さ、または密度などの要因により多様な重量比を有することができる。したがって、当業者にとっては、不織布繊維上にバイオセルロースが十分に形成されながらも、破れ、ハンドリング、密着力、着用感、吸水性、または生産性（例、製造時間、費用、製造量）などの多様な要素を考慮して、不織布の繊維とバイオセルロース繊維の重量比を適切に調節してバイオセルロースシートを製造できることが自明である。
【００２８】
他の具体例として、本発明は、絡み合い強度（剥離強度とも称する）が０Ｎ／ｍ超過、具体的には０．１Ｎ／ｍ以上、０．２Ｎ／ｍ以上、０．３Ｎ／ｍ以上、０．４Ｎ／ｍ以上、０．５Ｎ／ｍ以上、０．６Ｎ／ｍ以上、０．７Ｎ／ｍ以上、０．８Ｎ／ｍ以上、０．９Ｎ／ｍ以上、または１．０Ｎ／ｍ以上のバイオセルロースシートを提供する。また、絡み合い強度が高く測定されても物性上大して問題にならないが、当業者にとっては、不織布繊維上にバイオセルロースが十分に形成されながらも、破れ、ハンドリング、密着力、着用感、吸水性、または生産性（例、製造時間、費用、製造量）などの多様な要素を考慮して、絡み合い強度を所望の範囲内に調節可能であり、例えば、１００Ｎ／ｍ以下、９０Ｎ／ｍ以下、８０Ｎ／ｍ以下、７０Ｎ／ｍ以下、６０Ｎ／ｍ以下、５０Ｎ／ｍ以下、４０Ｎ／ｍ以下、３０Ｎ／ｍ以下、２０Ｎ／ｍ以下、または１０Ｎ／ｍ以下などに調節可能であるが、本願発明がこれに限定されるものではない。
【００２９】
本願の一実施例によれば、バイオセルロースシートに脱離可能に付着した不織布フィルムにおける繊維の絡み合い強度はほぼ０であるのに対し、本願のシートに含まれているバイオセルロースと不織布の繊維の絡み合い強度はそれより高い有意な数値を示すことによって、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造のシートが製造されることを確認した。さらに、バイオセルロースシートの製造において具体的な培養条件（例、培養期間、接種菌濃度、培養液量等）などを適切に変更することによって、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を維持しながらも、必要に応じて、バイオセルロースシートの機械的強度を適切に調節するか、バイオセルロースの製造量を容易に調節できることを確認した。
【００３０】
他の具体例として、本発明は、引張強度が０Ｍｐａ超過、具体的には０．１Ｍｐａ以上、０．２Ｍｐａ以上、０．３Ｍｐａ以上、０．４Ｍｐａ以上、０．５Ｍｐａ以上、０．６Ｍｐａ以上、０．７Ｍｐａ以上、０．８Ｍｐａ以上、０．９Ｍｐａ以上、または１．０Ｍｐａ以上であるバイオセルロースシートを提供する。また、引張強度が高く測定されても物性上大して問題にならないが、当業者にとっては、不織布繊維上にバイオセルロースが十分に形成されながらも、破れ、ハンドリング、密着力、着用感、吸水性、または生産性（例、製造時間、費用、製造量）などの多様な要素を考慮して、引張強度を所望の範囲内に調節可能であり、例えば、１００Ｍｐａ以下、９０Ｍｐａ以下、８０Ｍｐａ以下、７０Ｍｐａ以下、６０Ｍｐａ以下、５０Ｍｐａ以下、４０Ｍｐａ以下、３０Ｍｐａ以下、２０Ｍｐａ以下、または１０Ｍｐａ以下などに調節可能であるが、本願発明がこれに限定されるものではない。
【００３１】
本願の一実施例によれば、バイオセルロースシートに脱離可能に付着した不織布フィルムにおける繊維の引張強度がほぼ０であるのに対し、本願のシートの引張強度はそれより高い有意な数値を示すことによって、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造のシートが製造されることを確認した。さらに、バイオセルロースシートの製造において具体的な培養条件（例、培養期間、接種菌濃度、培養液量等）などを適切に変更することによって、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を維持しながらも、必要に応じて、バイオセルロースシートの機械的強度を適切に調節するか、バイオセルロースの製造量を容易に調節できることを確認した。
【００３２】
本発明の他の側面により、バイオセルロース培養液に不織布を含浸する段階；および前記培養液が含浸された不織布上でバイオセルロースを培養する段階を含む、バイオセルロースシートの製造方法が提供される。
【００３３】
バイオセルロース培養液は、バイオセルロースを生産する微生物の成長と発育に必要な栄養素を含む。当業界でバイオセルロースを生成するために用いる通常の培養液を使用できる。培養液は、多様な炭素源、窒素源および／または微量元素成分を含むことができる。例えば、アルコール、タンパク質および酵母などが含まれている培養液を使用できる。
【００３４】
具体例として、炭素源は、ブドウ糖（ｇｌｕｃｏｓｅ）、乳糖（ｌａｃｔｏｓｅ）、ショ糖（ｓｕｃｒｏｓｅ）、果糖（ｆｒｕｃｔｏｓｅ）、麦芽糖（ｍａｌｔｏｓｅ）、デンプン（ｓｔａｒｃｈ）および繊維素（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）のような炭水化物；豆油（ｓｏｙｂｅａｎ  ｏｉｌ）、ヒマワリ油（ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ  ｏｉｌ）、ヒマシ油（ｃａｓｔｏｒ  ｏｉｌ）およびココナッツ油（ｃｏｃｏｎｕｔ  ｏｉｌ）のような脂肪；パルミチン酸（ｐａｌｍｉｔｉｃ  ａｃｉｄ）、ステアリン酸（ｓｔｅａｒｉｃ  ａｃｉｄ）およびリノール酸（ｌｉｎｏｌｅｉｃ  ａｃｉｄ）のような脂肪酸；グリセロール（ｇｌｙｃｅｒｏｌ）およびエタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）のようなアルコールと酢酸（ａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）のような有機酸（ｏｒｇａｎｉｃ  ａｃｉｄ）などを含むことができる。これらの炭素源は単独または組み合わされて使用可能である。
【００３５】
窒素源としては、ペプトン（ｐｅｐｔｏｎｅ）、酵母抽出液（ｙｅａｓｔ  ｅｘｔｒａｃｔ）、肉汁（ｇｒａｖｙ）、麦芽抽出液（ｍａｌｔ  ｅｘｔｒａｃｔ）、トウモロコシ浸出液（ｃｏｒｎ  ｓｔｅｅｐ  ｌｉｑｕｏｒ（ＣＳＬ）および豆粉（ｂｅａｎ  ｆｌｏｕｒ）のような有機窒素源、および尿素（ｕｒｅａ）、アンモニウムスルフェート（ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ）、アンモニウムクロライド（ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、アンモニウムホスフェート（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、アンモニウムカーボネート（ｃａｒｂｏｎａｔｅ）およびアンモニウムナイトレート（ｎｉｔｒａｔｅ）のような無機窒素源を含むことができる。これらの窒素源は単独または組み合わされて使用可能である。
【００３６】
必要な場合、培養液は、リン酸源として、追加的に、ポタシウムジヒドロゲンホスフェート（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ポタシウムジヒドロゲンホスフェート（ｄｉｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）および相応するソジウム含有塩（ｓｏｄｉｕｍ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｓａｌｔｓ）を含むことができる。その他、マグネシウムスルフェート（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｓｕｌｆａｔｅ）またはアイアンスルフェート（ｉｒｏｎ  ｓｕｌｆａｔｅ）のような金属を含むことができる。尚、アミノ酸、ビタミンおよび好適な前駆体などが添加可能である。
【００３７】
また、培養液は、バイオセルロースの生産効率性を高めるために、グルコースが含有されている植物抽出物を含むことができ、例えば、ココナッツ、サトウキビ、トックリイチゴ、ミカン、ナシ、リンゴ、ブドウ、スイカ、トウモロコシのような植物素材を含むことができる。その他にも、菌株を発酵させてバイオセルロースを生産できる培養液であれば、特別な制限なく使用可能である。
【００３８】
バイオセルロースシートは、菌株が接種されたバイオセルロース培養液に不織布を含浸後に取り出し、または含浸した状態で培養して、不織布上にバイオセルロースが生成されるようにして製造できる。培養液に接種される菌株としては、バイオセルロースを合成する菌株として、アセトバクター（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属、グルコンアセトバクター（Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ）属、アグロバクテリウム（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）属、ラクトバチルス属、リゾビウム（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、サルシナ（Ｓａｒｃｉｎａ）属などの微生物菌株が利用可能であるが、これに限定されない。例えば、アセトバクターキシリナム（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｍ）、アセトバクターキシリナス（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｓ）、アセトバクターパステウリナヌス（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｐａｓｔｅｕｒｉｎａｎｕｓ）、アセトバクターハンセニ（Ａ．ｈａｎｓｅｎｉｉ）、またはグルコンアセトバクターキシリナス（Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｓ）などが利用可能である。単一菌株を培養するか、より高い生産効率性のために様々な種の菌株を混合培養できる。例えば、生産収率に優れたアセトバクターキシリナムと雑菌汚染を防止するバクテリオシンを生産する乳酸菌を静置混合培養または撹拌混合培養できる。
【００３９】
菌株培養時、ｐＨは３〜７の範囲が適切であるが、これに限定されたものではなく、接種される菌に応じて適切に調節可能である。同時に、培養温度は２０℃〜４０℃の範囲、より具体的には２０〜３０℃の温度で培養でき、培養時間は１日〜１０日間培養できるが、具体的な培養温度や時間は適切に調節されてバイオセルロースを生産する微生物の最適な成長条件を維持させることができる。このような培養により、微生物は自ら有する酵素を用いて有機物を分解させてバイオセルロースを生産するが、この過程を発酵という。
【００４０】
また、当業者であれば、製造しようとするバイオセルロースの厚さによって、添加する培地量および培養時間が変化可能であることを理解するであろう。必要な場合、培養期間に不織布が乾燥しないように追加の培地を添加してもよい。
【００４１】
菌株培養方法としては、静置培養法（Ｓｔａｔｉｃ  ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ）や振盪培養法（Ａｇｉｔａｔｅｄ  ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ）など、本発明の属する分野で通常使用されるいかなる培養方法も利用可能であるが、通常は静置培養を使用すれば良い。
【００４２】
静置培養方法は、まず、バクテリアを培地に移植した後、フラスコで数時間から数日間棚などにそのまま置いて培養する方法である。例えば、アセトバクターキシリナムは好気性菌で培地の表面の弾力がある薄膜が生成される。形成されたセルロース菌膜は、水酸化ナトリウム水溶液で余分なバクテリアを除去すると同時に、純粋なセルロースを得ることができる。以後、蒸留水を用いて繰り返し洗浄することによってバイオセルロースを得ることができる。
【００４３】
他の方法である振盪培養方法は、液体培地を介してシェイキングインキュベータで継続して一定速度で撹拌しながら培養する方法である。このように形成されたバイオセルロースは、静置培養されたバイオセルロースの結晶化度に比べてサイズが小さくなる。
【００４４】
バイオセルロースシートは、付着しようとする身体部位に適した形状にカッティングされた不織布を含浸させて直接所望の形状のシートを直に得るか、シートを先に製造した後、付着しようとする身体に適した形状にカッティングする段階を経て所望の形状を得ることができる。
【００４５】
製造されたバイオセルロースが美容パックシートとして用いられるためには、発酵のために注入された微生物の菌体を発酵後に死滅させて培養液を除去しなければならないが、これに限定されるものではないが、熱水殺菌工程を繰り返すことによって微生物菌体を死滅させて培養液を除去できる。
【００４６】
製造されたバイオセルロースシートは適切な厚さにスライシング（ｓｌｉｃｉｎｇ）して提供される。このような厚さ範囲は特に限定されないが、バイオセルロースの厚さが薄くなると、皮膚密着力に優れるが、保液量が減少して皮膚上で早く乾燥し、厚さが厚くなると、皮膚上で長時間保湿力を維持できるが、皮膚密着力に劣り、使用上便宜性が低下する。したがって、シートは通常０．１ｍｍ〜５．０ｍｍの厚さ、０．５ｍｍ〜３．５ｍｍの厚さ、または０．０５ｍｍ〜１ｍｍの厚さに提供されるが、これは化粧料を注入して美容シートとして用いるか、医薬成分を注入して用いる場合、身体への付着が容易でかつ高い含水率を含むので、適した範囲である。
【００４７】
従来のバイオセルロースシートは、微生物を接種したバイオセルロース培養液からバイオセルロースシートを製造した後、製造されたバイオセルロースシートの一面または両面に、不織布フィルム、網状繊維布フィルム、高分子薄膜フィルム、防水布フィルム、ポリマーフォームフィルム、または紙類フィルムなどの支持体を貼り合わせてシートの外形を維持させ、これは使用者が製品を使用する直前にこれを取り外さなければならなかった。
【００４８】
これに対し、本願で提供されるバイオセルロースシートは、バイオセルロース培養液に不織布を含浸して、不織布上でバイオセルロースが形成されるようにするので、不織布の繊維とバイオセルロースの繊維が互いに絡み合っている構造として生成される。そのため、不織布とバイオセルロースが互いに脱離可能でなく一体にシートを構成する点から、従来商用化された不織布フィルムが付着していたバイオセルロースシートとは異なる。
【００４９】
製造されたバイオセルロースシートは、一定の水分保有状態に作るために、脱水または乾燥できる。完全乾燥後に化粧乳液などを浸漬する場合、バイオセルロースの保水性が低下してシートの膨潤が過度に長くかかったり膨潤が十分でないので、脱水工程で水分含有量をバイオセルロースシートの乾燥重量の１〜５０倍の重量に維持させた後、含浸液に含浸させて化粧乳液などを投入でき、より具体的には、シートの乾燥重量の１０〜２０倍の重量範囲の水分を維持させることができる。
【００５０】
製造されたバイオセルロースシートは、所望の美白、しわ防止、栄養供給などの特殊目的を有する化粧料を注入して美容パックとして用いられるか、火傷や創傷治療用のような医療用パッチにも利用可能である。例えば、顔全体を覆うマスクパック、または目下、目じり、鼻、口元、頬、首、または顎などの特定部位に適用される美容パック、打撲傷患者のための消炎パッチ、関節塩患者用長期パッチ、アトピー患者用かゆみ止めクーリング剤、美容整形に活用できる傷保護剤およびボトックスパッチなどに利用可能であるが、これに限定されるものではない。
【００５１】
そこで、本発明の一側面により、バイオセルロースシートを含む美容パックが提供される。また、化粧料成分がシートに担持されている美容パックが提供される。本発明の他の側面により、バイオセルロースシートを含む医療用パッチが提供される。
【００５２】
化粧料は、美白、しわ防止、皮膚弾力改善、皮膚免疫力増進、保湿、栄養供給、細かいほくろ除去、皮膚トラブル緩和、皮膚抗炎、抗酸化などの目的に応じて多様な機能性成分を含むことができる。例えば、グリセリン、プロバイオティクス抽出物、トレハロース、グルカン、キトサン、ビタミン類、セラミド、コラーゲン、ヒアルロン酸、ニコチンアミド、アデノシン、レチノール、アラントイン、アルブチン、レチノール、抗酸化剤、アロマオイル、上皮細胞成長因子、血小板由来成長因子、インスリン成長因子、ティーツリー、ポリフェノール類、アントシアニジン、イソフラボン、ルテイン、カロチン、カロチノイド、天然抽出物（アロエ抽出物、ユリ抽出物、海藻抽出物、バラ抽出物、カキ抽出物、ジャスミン抽出物、ブシュカン抽出物、キノコ抽出物、竹抽出物、杏仁抽出物、キュウリ抽出物、緑茶抽出物、高麗人参抽出物、紅参抽出物、緑豆抽出物、ヨモギ抽出物等）の１種または少なくとも２種の混合物を含むが、これに限定されない。このような効能成分はエマルジョン、より具体的には、水中油型エマルジョン形態でシートに含浸される。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明を次の実施例によってより具体的に説明する。しかし、これらは本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されるものではない。
【００５４】
実施例１．バイオセルロースシートの製造
実施例として、バイオセルロース培養液として、培養液１Ｌ基準で、マンニトール２５ｇ、ペプトン５ｇ、および酵母３ｇを含有する培養液を用い、これにグルコンアセトバクターキシリナス（Ｇｌｕｃｏｎａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｘｙｌｉｎｕｓ；韓国微生物保存センターから提供される）５ｍｌを接種した。具体的には、９０ｍｍのペトリディッシュ固体培地に培養したＧ．キシリナス菌を１／１０採取して、前述のような組成の培養液５０ｍｌに溶け出した。ｍｉｒａｃｌｏｔｈ不織布（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を菌の添加された培養液に含浸させてから取り出して、空いているペトリディッシュに張った。菌の添加されない一般の培地を不織布が浸るほど添加した。ペトリディッシュの蓋をして密封した後、２６℃のインキュベータで３日以上静置培養した。
【００５５】
比較例として、前記と同じ組成のバイオセルロース培養液を静置培養してバイオセルロースシートを製造した。
【００５６】
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果、実施例のバイオセルロースシートの場合、シートの一面にはバイオセルロースが形成されず不織布繊維だけが観察され、シートの他の一面には不織布のマイクロファイバーと絡まれたナノ径サイズのバイオセルロースが観察された（図１）。
【００５７】
実施例２．バイオセルロースシートの絡み合い強度の測定
ＵＴＭ装置（Ｌｌｏｙｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＵｎｉｖｅｒｓａｌ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ  ＬＲＸ  ｐｌｕｓモデル）で１８０°Ｐｅｅｌ  ｔｅｓｔを進行させて、実施例１で製造した実施例のバイオセルロースシートと、比較例のバイオセルロースシートの絡み合い強度を測定した。測定条件と結果は次の通りである。
【００５８】
試験片の規格：２５×１００ｍｍ
Ｌｏａｄ  ｃｅｌｌ：１０Ｎ
Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｓｐｅｅｄ：２５ｍｍ／ｍｉｎ
【００５９】
Ｐｅｅｌ  ｔｅｓｔで絡み合い強度を繰り返し実験により測定した結果、実施例のバイオセルロースシートの絡み合い強度は２７．３０±２．２３Ｎ／ｍであり、比較例のバイオセルロースシートの絡み合い強度は０．３０±０．１３Ｎ／ｍであって、実施例のシートが約９０倍強い絡み合い強度を示した。
【００６０】
実際に、比較例の場合、絡み合っていないのでその力が０になるべきであるが、化粧水の張力によって若干の力が測定されると考えられる。
【００６１】
次に、実施例１と同様の方法で製造するが、培養期間を２日に減少させて製造したバイオセルロースシートに対して、前述したのと同じ測定条件下、Ｐｅｅｌ  ｔｅｓｔで絡み合い強度を測定した。その結果、絡み合い強度が１８．４５±３．８１Ｎ／ｍであって、比較例の絡み合い強度０．３０±０．１３Ｎ／ｍに比べて約６０倍強い絡み合い強度を示した。
【００６２】
また、実施例１と同様の方法で製造するが、培養期間を１０日に増加させて製造したバイオセルロースシートに対して、前述したのと同じ測定条件下、絡み合い強度を測定した結果、絡み合い強度が３３．１８±５．４２Ｎ／ｍであって、比較例より約１１０倍強い絡み合い強度を示した。
【００６３】
このように、本願の方法により不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造のシートを製造でき、さらに、培養期間などバイオセルロースシートの製造方法を適切に変更しても依然として優れた絡み合い強度を有するバイオセルロースシートが製造できることを確認できる。したがって、当業者は、バイオセルロースシートの製造において具体的な培養条件などを適切に変更することによって、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を維持しながらも、バイオセルロースシートの密着力、着用感または吸水性などを考慮して、機械的強度を適切に調節するか、バイオセルロースの製造量を容易に調節できる。
【００６４】
実施例３．バイオセルロースシートの引張強度の測定
本願によるバイオセルロースシートが破損に強くてハンドリングが容易な特性を裏付けるために、実施例１で製造した実施例のバイオセルロースシートと、比較例のバイオセルロースシートの引張強度を測定した。引張強度はＵＴＭ装置（ＩＮＳＴＲＯＮ社の５９８２モデル）を用いて次の条件で測定した。
【００６５】
試験片の規格：２５×１００ｍｍ
Ｌｏａｄ  ｃｅｌｌ：５ＫＮ
Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｓｐｅｅｄ：１５ｍｍ／ｍｉｎ
【００６６】
引張強度を測定した結果、実施例のバイオセルロースシートの引張強度は２．７５±０．４４Ｍｐａであり、比較例のバイオセルロースシートの引張強度は０．０８５±０．００５Ｍｐａであって、実施例のシートが約３２倍強い引張強度を示した。
【００６７】
次に、実施例１と同様の方法で製造するが、培養期間を２日に減少させて製造したバイオセルロースシートに対して、前述したのと同じ測定条件下、引張強度を測定した結果、引張強度が１．２３±０．２８Ｎ／ｍであって、比較例より約１４倍強い引張強度を示した。
【００６８】
また、実施例１と同様の方法で製造するが、培養期間を１０日に増加させて製造したバイオセルロースシートに対して、前述したのと同じ測定条件下、引張強度を測定した結果、引張強度が７．４８±０．５７Ｎ／ｍであって、比較例より約８８倍強い引張強度を示した。
【００６９】
このように、本願の方法により不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造のシートを製造でき、さらに、培養期間などバイオセルロースシートの製造方法を適切に変更しても依然として優れた引張強度を有するバイオセルロースシートが製造できることを確認できる。したがって、当業者は、バイオセルロースシートの製造において具体的な培養条件などを適切に変更することによって、不織布の繊維とバイオセルロース繊維が絡み合っている構造を維持しながらも、バイオセルロースシートの密着力、着用感または吸水性などを考慮して、機械的強度を適切に調節するか、バイオセルロースの製造量を容易に調節できる。
【００７０】
以上の説明から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的な思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施できることを理解するであろう。そのため、以上に述べた実施例はあらゆる面で例示的であり、限定的ではないことを理解しなければならない。本発明の範囲は、上記の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲の意味および範囲、そしてその等価概念から導出されるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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