JP7338891B2 - 離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイドロゲルパッチ及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、化粧品に適用され、ハイドロゲルの内部の浸透圧と関連した離水パターンを調節することができる充填液を含み、有効性分の経皮伝達を向上させるハイドロゲルパッチ及びその製造方法に関する。

ハイドロゲルは、有機高分子が網目構造をなし、網目構造の空孔（ｖａｃａｎｃｙ）を水が占有する物質であって、その用途に応じて、２０～８０％の含水率を有する。ハイドロゲルは、生体適合性に優れた軟性物質であり、用途に応じた形に成形しやすく、医薬、化粧品、保形物等の様々な分野において用いられる。特に、化粧品分野では、ハイドロゲルで発生する離水液を介して有効性分の経皮伝達を誘導する剤形として用いられる。Ｓ．Ｂｏｒａｌ（２００９）、Ｓｙｎｅｒｅｓｉｓ ｉｎ ａｇａｒ ｈｙｄｒｏｇｅｌ、及びＫ．Ｘｕ（２００８）、Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｖｏｌｕｍｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙａｍｐｈｏｌｙｔｅ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｕｒｅ ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎによれば、ハイドロゲルの離水現象は、ハイドロゲルを構成する有機高分子の機械的、化学的特性に起因し、このような要素の熱力学的特性の変化により、有機高分子の不規則的な収縮、弛緩現象が誘発される。

有機高分子の機械的特性は、高分子の分子量、鎖長さ、不飽和結合の個数、架橋結合密度等があり、化学的特性は、イオン均衡、ｐＨ、温度、架橋剤、及びコロイド分散媒の種類等がある。これらの要素が、外部環境の変化により、ハイドロゲル網目構造の体積を自発的に変化させることを、オーバーシューティング（ｏｖｅｒｓｈｏｏｔｉｎｇ）現象という。Ｃ．Ｌｉ（２０１０）、Ｏｖｅｒｓｈｏｏｔｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｐｏｌｙ（Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｅｔｈｙｌ Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）ｈｙｄｒｏｇｅｌによれば、温度、ｐＨ、イオン濃度により、ポリ（メタクリル酸ジメチルアミノエチル）ハイドロゲルの膨潤率が変わり、膨潤率の変化は、網目構造をなす有機高分子の鎖長さの変化に起因する。

ハイドロゲルの離水パターンを調節するための様々な研究事例が提示されている。韓国特許出願番号第２００７－００３６２７０号では、イオタカラギーナン（Ｉｏｔａ－Ｃａｒｒａｇｅｅｎａｎ）及びローカストビーンガムの含量を調節して、含水率の維持に効果的なハイドロゲルが開示されているが、肌に付着するときの離水現象の改善については具体的に提示していない。韓国特許出願番号第２０１２－００６８８８６号は、プルロニック（登録商標）Ｆ６８の光架橋結合を介して体温（３７℃）付近で離水現象を誘発する温度感応型ハイドロゲルを開示している。しかし、大韓民国食品医薬品安全処の流通化粧品の安定性評価ガイドラインによれば、極限的な温度及び圧力条件に露出し得るので、４０℃以上での熱的安定性評価を勧奨している。また、体温に反応して離水が発生する温度感応型ハイドロゲルの場合、肌に付着する前に離水が発生し得る。

韓国特許出願番号第２００７－００３６２７０号 韓国特許出願番号第２０１２－００６８８８６号

本発明が解決しようとする課題は、有効性分の経皮伝達を向上させるようにハイドロゲルの離水パターンを調節し、化粧品に適用するために、ゲル形成能、剤形安定性、使用感等のような物性が良好なハイドロゲルパッチ及びその製造方法を提供することにある。

本発明の課題を解決するための離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチは、架橋剤と精製水からなるＡ相、有機高分子と多価アルコールからなるＢ相、及びｐＨ調節剤と精製水からなるＣ相において、前記Ａ相、前記Ｂ相、及び前記Ｃ相が混合してなり、前記Ｃ相の前記ｐＨ調節剤により、ｐＨが中性及び塩基性である組成物Ａ及びｐＨが酸性である組成物Ｂに分けられるハイドロゲルと、保湿剤と精製水からなるＤ相、増粘剤と多価アルコールからなるＥ相、及びｐＨ調節剤と精製水からなるＦ相において、前記Ｄ相、前記Ｅ相、及び前記Ｆ相が混合してなり、前記Ｆ相の前記ｐＨ調節剤により、ｐＨが中性及び塩基性である組成物Ｃ及びｐＨが酸性である組成物Ｄに分けられる充填液と、を含む。このとき、前記組成物Ａのハイドロゲルは、前記組成物Ｃの充填液により充填され、前記組成物Ｂのハイドロゲルは、前記組成物Ｄの充填液により充填される。

本発明のパッチにおいて、前記ｐＨ調節剤は、塩基性ｐＨ調節剤はアルギニンであり、酸性ｐＨ調節剤はクエン酸であってもよい。前記組成物Ａ及び前記組成物Ｃからなる前記ハイドロゲルにおいて、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、前記組成物Ａは、７０％ｗ／ｗよりも大きく、前記組成物Ｃは、３０％ｗ／ｗよりも小さくてもよい。前記組成物Ｂ及び前記組成物Ｄからなる前記ハイドロゲルにおいて、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、前記組成物Ｂは、７０％ｗ／ｗよりも大きく、前記組成物Ｄは、３０％ｗ／ｗよりも小さくてもよい。

本発明の好適なパッチにおいて、前記ハイドロゲルにおいて、前記架橋剤は、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含む陽イオン性無機化合物若しくはそれらの混合物であり、前記有機高分子は、カラギーナン、グアーガム、カロブガム、セルロースガム、及びポリアクリレートのうちから選ばれた少なくとも一つであり、前記多価アルコールは、グリセリン、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、プロパンジオール、及びペンチレングリコールのうちから選ばれたいずれか一つ若しくはそれらの組合せであってもよい。前記多価アルコールは、前記グリセリンと前記ブチレングリコールの組合せであって、全体のハイドロゲルの重量に対して、５．０～２０．０％ｗ／ｗのグリセリン及び０％ｗ／ｗよりも大きくて１０．０％ｗ／ｗ以下であるブチレングリコールの組合せであり、前記組合せは、１５．０％ｗ／ｗ以上であってもよい。

本発明のパッチにおいて、前記充填液において、前記増粘剤は、カルボマー、キサンタンガム、アクリレート／Ｃ１０－３０アルキルアクリレートクロスポリマー、アクリロイルジメチルタウリンアンモニウム／ＶＰコポリマー、ヒドロキシエチルアクリラート／アクリロイルジメチルタウリンナトリウムコポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、グアーガム、カロブガム、及びセルロースガムのうちから選ばれた少なくとも一つであり、前記保湿剤は、アラントイン、ベタイン、グルコース、ソルビトール、グリセリン、ブチレングリコール、プロパンジオール、ジプロピレングリコールで構成された群から選ばれた少なくとも一つの組合せからなってもよい。

本発明の他の課題を解決するための離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチの製造方法は、まず、架橋剤と精製水からなるＡ相、有機高分子と多価アルコールからなるＢ相、及びｐＨ調節剤と精製水からなるＣ相において、前記Ａ相、前記Ｂ相、及び前記Ｃ相をそれぞれ撹拌した後、前記Ａ相に前記Ｂ相及び前記Ｃ相を順次に投入してハイドロゲルを製造する。その後、保湿剤と精製水からなるＤ相、増粘剤と多価アルコールからなるＥ相、及びｐＨ調節剤と精製水からなるＦ相において、前記Ｄ相、前記Ｅ相、及び前記Ｆ相をそれぞれ撹拌した後、前記Ｄ相に前記Ｅ相及び前記Ｆ相を順次に投入して充填液を製造する。前記充填液を前記ハイドロゲルに充填する。

本発明の方法において、前記Ａ相に前記Ｂ相を投入した後、７０～９５℃及び１，０００～３，０００ｒｐｍで撹拌し、前記Ａ相に前記Ｃ相を投入した後、７０～９５℃及び１，０００～３，０００ｒｐｍで撹拌してもよい。

本発明による離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチ及びその製造方法によれば、離水パターンを調節する充填液を充填することにより、有効性分の経皮伝達を向上させるようにハイドロゲルの離水パターンを調節し、化粧品に適用するために、ゲル形成能、剤形安定性、使用感等のような物性が良好である。

本発明の実施例１～４及び比較例１～５における経時によるハイドロゲルの膨潤率（％）の変化を示すグラフである。 本発明の実施例１～４及び比較例１～５における経時によるハイドロゲルを肌に付着するときの膨潤率（％）の変化を示すグラフである。

以下、添付された図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。後述する実施例は、様々な他の形態に変形されてもよく、本発明の範囲が後述する実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。

本発明の実施例は、離水パターンを調節する充填液を充填することにより、有効性分の経皮伝達を向上させるようにハイドロゲルの離水パターンを調節し、化粧品に適用するために、ゲル形成能、剤形安定性、使用感等のような物性が良好なハイドロゲルパッチ及びその製造方法を提示する。このため、ハイドロゲル及びそれに充填される充填液について詳細に調べ、前記充填液が充填されたハイドロゲルパッチの物性について詳細に説明する。ここで、離水パターンは、ハイドロゲルの内部の浸透圧と関連しており、離水現象ともいう。以下では、離水パターンを調節する充填液が充填されたハイドロゲルパッチ、及び前記ハイドロゲルパッチの製造方法に分けて説明する。

＜離水パターンを調節する充填液が充填されたハイドロゲルパッチ＞

本発明の実施例によるハイドロゲルは、架橋剤、多価アルコール、有機高分子、保湿剤、増粘剤、ｐＨ調節剤、精製水、及びその他の添加剤を含む。前記架橋剤は、前記有機高分子においてイオン性架橋結合を誘導する。前記イオン性架橋結合は、有機高分子の陰イオン性作用基のＣＯＯ^－、ＯＨ^－等とイオン化されたアルカリ金属またはアルカリ土類金属の静電相互作用からなる。前記架橋結合は、精製水内における網目構造の有機高分子を示し、前記網目構造の空孔に水が占有されてハイドロゲルを形成する。架橋剤イオン種をハイドロゲルに安定的に提供するために、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩が好ましい。前記アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の対イオンは、有機高分子及び架橋結合に影響を与える。前記対イオンは、前記有機高分子との反応如何、イオン強度等を考慮して、主に、塩素酸塩、乳酸塩、炭酸塩、水酸塩が好ましい。

前記架橋剤は、塩化カルシウムが好ましい。前記塩化カルシウムの水に対する溶解度は、無水物を基準として７４．５ｇ／１００ｍｌで水溶液において安定的に溶解される。また、前記対イオンで一緒にイオン化される塩素イオンは、有機高分子との反応がないので、安定したハイドロゲル組成物を製造するための架橋剤として適切である。前記架橋剤の含量は、ハイドロゲル重量対比で、０％ｗ／ｗよりも大きくて５．０％ｗ／ｗ以下であり、好ましくは０．１～０．２％ｗ／ｗが適切である。５．０％ｗ／ｗを超えると、前記ハイドロゲルの脆性により柔軟性がなく切れ、乾燥した使用感が現れる。前記架橋剤の含量は、有機高分子の種類、作用基の個数、重合度、含量により変更されてもよい。

前記多価アルコールは、有機高分子を湿潤させ、有機高分子のレオロジー構造を変化させる。前記有機高分子と溶媒の親和力により、有機高分子の流体力学的半径（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｒａｄｉｕｓ、α）が決まる。α＞１の場合、良溶媒（ｇｏｏｄ ｓｏｌｖｅｎｔ）、α=１の場合、θ溶媒（ｔｈｅｔａ ｓｏｌｖｅｎｔ）、α＜１の場合、貧溶媒（ｐｏｏｒ ｓｏｌｖｅｎｔ）に分けられる。前記ハイドロゲルの鎖状構造を実現するために、良溶媒またはθ溶媒に高分子を膨潤させた後、架橋結合させることが好ましい。前記貧溶媒の場合、有機高分子のランダムコイル（ｒａｎｄｏｍ ｃｏｉｌ）の挙動により、有機高分子はねじれ形態となり、網目構造をなし難い。これにより、前記有機高分子を膨潤させるために、適切な溶媒の選択が必要である。

前記多価アルコールは、全体のハイドロゲルの重量対比で、５．０～２０．０％ｗ／ｗのグリセリン、及び０％ｗ／ｗよりも大きくて１０．０％ｗ／ｗ以下であるブチレングリコールの組合せであり、前記組合せは、１５．０％ｗ／ｗ以上が好ましい。前記グリセリンは、前記有機高分子に対して高い親和力を有し、前記ブチレングリコールは、前記グリセリンよりも低い親和力を有する。前記両溶媒を組み合わせた混合溶液は、前記有機高分子の親和力を考慮して、流体力学的半径が調節されてもよい。また、全体の有機溶媒の含量が１５．０％ｗ／ｗよりも小さいと、前記有機高分子の濃度が高すぎる。前記濃度が高くなると、それぞれの有機高分子化学種のファンデルワールス力に起因した反発力及び占有空間が不足である。これにより、高い親和力の有機溶媒を用いても、ランダムコイルの挙動を示し、ハイドロゲル反応に適切でない。

前記有機高分子は、カラギーナン、カロブガムを含み、場合に応じて、キサンタンガム、グアーガム、ゲランゴム、セルロースガム、アガー（ａｇａｒ）、ポリアクリルアミド（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ）、ポリビニルアルコール（Ｐｏｌｙｖｉｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、ポリアクリレート（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）のうちから選ばれた少なくともいずれか一つが含まれてもよい。一方、前記有機高分子の架橋結合は、物理的結合及び化学的結合に分けられる。前記物理的結合は、鎖状高分子のファンデルワールス力によるもつれ現象（ｅｎｔａｎｇｌｅｍｎｅｔ）により形成される。前記化学的結合は、主に、前記架橋剤が前記有機高分子と結合して行われる。前記化学的結合は、イオン性化学種の静電相互作用によるイオン性架橋結合、架橋剤化学種と有機高分子の作用基の置換、縮合またはラジカル反応による共有結合性架橋結合に分けられる。

前記カラギーナンは、紅藻類（ｒｅｄ ａｌｇａｅ）から抽出した天然高分子であって、六炭糖のガラクトースと３，６－ガラクトース無水物の共重合体と、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、及び硫酸アンモニウムのエステルと、からなっている。このような硫酸エステル作用基は、他の硫酸無機塩に比べて、静電気的に強い陰性を有する。前記カラギーナンは、結合構造が、作用基の位置により、λ、κ、ι、ε、μタイプに分けられ、κ－カラギーナンとι－カラギーナンは、それぞれカリウムとカルシウムによる架橋結合によりゲルを形成する。λ－カラギーナンは、αヘリックスの構造特性上、ゲル化反応を引き起こさない。［Ｎｅｃａｓ，Ｊｉｒｉ，ａｎｄ Ｌａｄｉｓｌａｖａ Ｂａｒｔｏｓｉｋｏｖａ．“ｃａｒｒａｇｅｅｎａｎ：ａ ｒｅｖｉｅｗ．” Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｎｉ ｍｅｄｉｃｉｎａ ５８．４（２０１３）。］

前記カラギーナンは、ハイドロゲルの剛性を構成する成分であって、全体のハイドロゲルの重量対比で、０．１～５．０％ｗ／ｗ、好ましくは１．０～３．０％ｗ／ｗが適切である。０．１％ｗ／ｗよりも小さいと、ゲル形成に必要な基礎的な剛性が実現されず、５．０％ｗ／ｗよりも大きいと、脆性が強くなり、ゲルが切れるかつぶれる現象が起こる。

前記カロブガムは、豆から抽出され、マンノース（Ｍａｎｎｏｓｅ）が４部分のガラクトースで置換されたガラクトマンナン（Ｇａｌａｃｔｏｍａｎｎａｎ）の一種であって、マンナン（Ｍａｎｎａｎ）の主鎖に沿ってガラクトース側鎖が不規則的に結合されている。マンノースがない部分における螺旋構造をなす部分において、アガー、κ－カラギーナン、キサンタンガムと高温で反応してゲル形成を助け、独自にはゲルを形成せず、硫酸触媒下、高温で、クエン酸と架橋結合が形成される。［Ｈａｄｉｎｕｇｒｏｈｏ，Ｗｕｒｙａｎｔｏ，ｅｔ ａｌ．“Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｃａｔａｌｙｓｔ ｏｆ Ｃｉｔｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ ｏｎ Ｌｏｃｕｓｔ Ｂｅａｎ Ｇｕｍ．” Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ５２．６（２０１７）: １０８６－１０９１．］

前記カロブガムは、前記カラギーナンのゲル化反応を促進するための補助ゲル化剤として用いられ、全体のハイドロゲルの重量対比で、０～４．０％ｗ／ｗ、好ましくは１．０～３．０％ｗ／ｗが適切である。４．０％ｗ／ｗよりも大きくても、ハイドロゲルの剤形を構成することができるが、ガラクトマンナン系高分子の特性上、離水液の粘度を上昇させる。このような粘度が上昇すると、肌に触れたとき、不快な使用感が発生し得る。

前記グアーガムは、主に豆類から抽出され、ガラクトースとマンノースで構成された六炭糖のポリサッカライドであって、β－１，４結合されたマンノース残基の線状鎖であり、ガラクトース残基は、二番目のマンノース毎に１，６－結合された側鎖を形成する。構造的には、上記したカロブガム及び後述するキサンタンガムに極めて類似する。水溶液上において、非イオン性コロイドを形成し、独自には、ゲル形成反応は引き起こさない。但し、カルシウムによりゲル形成反応が誘導され得る。前記グアーガムは、カラギーナンのゲル化反応を促進するためのゲル化剤であって、全体のハイドロゲル重量の０％ｗ／ｗよりも大きくて４．０％ｗ／ｗ以下、好ましくは０％ｗ／ｗよりも大きくて２．０％ｗ／ｗ以下が適切である。４．０％ｗ／ｗを超えると、ゲル形成には異常はないが、ハイドロゲルの離水液が滑らかになり付着性が落ちる。

前記キサンタンガムは、炭水化物をキサントモナス・カンペストリス（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）で発酵して得られ、Ｄ－グルコース、Ｄ－マンノース、Ｄ－グルコン酸からなる長鎖状のポリサッカライドである。また、前記キサンタンガムは、独自には、ゲル化反応が起きず、水相でコロイドを形成し、高濃度で粘度が高くなり、擬塑性流動（Ｐｓｅｕｄｏｐｌａｓｔｉｃ ｆｌｏｗ）の流体力学的挙動を示す。前記キサンタンガムは、グアーガムの代替成分として用いられ、カルシウム架橋剤下で、カラギーナンを代替してハイドロゲルのネットワーク構造を形成することができる。前記キサンタンガムは、全体のハイドロゲル重量対比で、０～５．０％ｗ／ｗ、好ましくは０～２．０％ｗ／ｗが適切である。５．０％ｗ／ｗよりも大きいと、カルシウムイオンが架橋剤として用いられた場合、４．０％ｗ／ｗ以上において、ハイドロゲルの脆性が強くなり、ゲルの構造が崩れ、肌に付着したときにつぶれる現象が発生する。

前記セルロースガムは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ；Ｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）とも命名され、セルロースの主鎖をなすグルコースの水酸基にカルボキシメチル作用基（－ＣＨ_２－ＣＯＯＨ）が結合されたセルロース誘導体である。セルロースガムは、独自には、ゲルを形成せず、離水液の増粘効果を誘導する。前記セルロースガムは、全体のハイドロゲル重量対比で、０％ｗ／ｗよりも大きくて３．０％ｗ／ｗ以下、好ましくは０％ｗ／ｗよりも大きくて２．０％ｗ／ｗ以下が適切である。３．０％ｗ／ｗよりも大きいと、ゲル形成は行われるが、離水液が肌に吸収され、肌に残留して垢のようにこすられる現象が起きる。

前記保湿剤は、アラントイン、ベタイン、グルコース、ソルビトール、グリセリン、ブチレングリコール、プロパンジオール、ジプロピレングリコールで構成された群から選ばれた少なくとも一つの組合せからなる。前記アラントインは、グリコール酸にジウレアが置換された成分であって、表皮最外殻の死んだ表皮細胞を脱殻させるのに効果的であり、細胞外基質（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｍａｔｒｉｘ）の含水率を高める保湿剤として、化粧品に広く用いられる。前記アラントインは、全体の充填液の重量対比で、０％ｗ／ｗよりも大きくて１．０％ｗ／ｗ以下、好ましくは０％ｗ／ｗよりも大きくて０．５％ｗ／ｗ以下が適切である。１．０％ｗ／ｗよりも大きいと、剤形に影響はないが、肌に吸収され、ごわついた使用感が残って、好ましくない。

前記増粘剤は、充填液の粘度を増加させ、ハイドロゲルと充填液との浸透圧を調節して、肌への付着前後の離水パターンを調節する。ハイドロゲルの離水パターンは、ハイドロゲル浸透圧と物質移動係数に起因する。前記増粘剤は、前記ハイドロゲルの外部の濃度を高め、前記ハイドロゲル構造の内部と外部の浸透圧差を減らして、自然に発生するハイドロゲルの離水液を減少させる。前記増粘剤は、カルボマー、キサンタンガム、アクリレート／Ｃ１０－３０アルキルアクリレートクロスポリマー、アクリロイルジメチルタウリンアンモニウム／ＶＰコポリマー、ヒドロキシエチルアクリラート／アクリロイルジメチルタウリンナトリウムコポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、グアーガム、カロブガム、及びセルロースガムのうちから選ばれた少なくとも一つであってもよい。このような増粘剤は、前記ハイドロゲルを構成している有機高分子の化学構造に類似した成分を選択して、前記有機高分子と充填液の増粘剤との間の意図しない化学反応の可能性をなくすことが好ましい。

前記増粘剤は、全体の充填液の重量対比で、０％ｗ／ｗよりも大きくて５．０％ｗ／ｗ以下、好ましくは０％ｗ／ｗよりも大きくて１．０％ｗ／ｗ以下が適切である。５．０％ｗ／ｗを超えると、前記ハイドロゲルの濃度よりも高くなり、ハイドロゲルの水が充填液に移動して、ハイドロゲルの内容物の低い含水率を誘発してしまう。

前記ｐＨ調節剤は、前記有機高分子と前記架橋剤の水溶液における反応と、前記増粘剤の水溶液における反応により誘発されるｐＨ変化を調節する、前記ｐＨ調節剤は、酸または塩基性分を適切に組み合わせて、化粧品に適切なｐＨ値を有するようにする。大韓民国食品医薬品安全処の安全管理基準によると、流通化粧品のｐＨ範囲は３．０～９．０に決まっている。しかし、前記ハイドロゲルの特性上、肌に残って持続的に肌に有効性分を伝達するので、前記ｐＨによる刺激が敏感に発生する。すなわち、前記ハイドロゲルのｐＨの適正範囲は４．０～８．０が適切である。また、前記ハイドロゲルと前記充填液のｐＨにより、有機高分子の鎖長さが変わり、同じハイドロゲルの異なるｐＨにおいて相違した離水パターンを示す。

本発明の実施例において、塩基性ｐＨ調節剤はアルギニンが用いられ、酸性ｐＨ調節剤はクエン酸が用いられた。前記アルギニンは、塩基性アミノ酸であり、化粧品において中和剤として広く用いられ、前記クエン酸は、α－ヒドロキシ酸の一種であり、ｐＨを下げるためによく用いられる。

また、この実施例において用いられた成分以外にも、様々な添加剤を自由に使用することができる。前記添加剤は、着香剤、着色剤、金属イオン封鎖剤、及び皮膚コンディショニング剤等を含んでもよい。

＜離水パターンを調節する充填液が充填されたハイドロゲルパッチの製造方法＞
以下、ハイドロゲルパッチをなすハイドロゲル及び充填液の製造方法を提示する。ここで、前記ハイドロゲルの製造過程において、架橋剤と精製水はＡ相、有機高分子と多価アルコールはＢ相、ｐＨ調節剤と精製水はＣ相となり、前記充填液の製造過程において、精製水と保湿剤はＤ相、増粘剤と多価アルコールはＥ相、精製水とｐＨ調節剤はＦ相に分けられる。このとき、Ｂ相とＥ相は、前記有機高分子が前記多価アルコールに湿潤された状態である。言い換えれば、Ａ相、Ｂ相、及びＣ相は、前記ハイドロゲルを構成する要素となり、Ｄ相、Ｅ相、及びＦ相は、前記充填液を構成する要素となる。これにより、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相、及びＦ相のそれぞれは、混合して、ハイドロゲル及び充填液をなす前までは、独立的に取り扱われる。

ハイドロゲルの製造方法は、原料をＡ相、Ｂ相、及びＣ相に分けて、それぞれ撹拌後、Ａ相にＢ、Ｃ相を順次に投入する方法で行われる。Ａ相では、８５℃、８００ｒｐｍ及び５分、Ｂ相では、常温、８００ｒｐｍ及び５分、Ｃ相では、常温、８００ｒｐｍ及び５分でそれぞれ撹拌した。その後、前記Ａ相に、Ｂ相を投入後、７０～９５℃、１，０００～３，０００ｒｐｍ、及び約５分、Ｃ相を投入後、７０～９５℃、１，０００～３，０００ｒｐｍ、及び約５分間撹拌した。高温のハイドロゾルをプラスチックフィルムと一緒にローラーにより０．１～５ｍｍでコーティングした後、１℃～常温で、ハイドロゲルが常温に到達するまで冷却してハイドロゲルシートを完成した。完成されたハイドロゲルシートのｐＨを測定するために、４ｇのハイドロゲルと６０ｇの精製水に入れ、マグネチックバーを用いて、加熱撹拌機上で十分に膨潤させた後、２５℃まで冷却し、ｐＨメーターを用いてｐＨを測定した。

前記Ｂ相の投入後、有機高分子と多価アルコールの重量に応じて、適切な回転速度（ｒｐｍ）を選択して撹拌すればよいが、１，０００ｒｐｍ未満では、高分子が十分に分散せず、固まる現象が発生し、３，０００ｒｐｍを超えると、前記有機高分子中の鎖状有機高分子に過度なせん断応力が加えられて、ハイドロゲルの剛性を弱化させるだけでなく、ハイドロゲルが反応器の外壁に飛び散り、適切な分散が行われない。また、Ｃ相の投入後、１，０００ｒｐｍ未満であると、ハイドロゾルの粘度が高くて、ｐＨ調節剤の均等な分散が行われず、３，０００ｒｐｍを超えると、前記Ｂ相と同じ理由により、ゲル剛性及び適切な分散が得られない。

また、ハイドロゲルをコーティングするとき、０．１ｍｍ未満であると、ハイドロゲルが薄すぎて破れやすく、５ｍｍよりも大きいと、ゲルの重さにより、肌で滑りやすくて密着感が落ちる。ハイドロゲルを冷却するとき、０℃において水の氷への相変化が発生し、体積が膨張してゲルの安定性に影響を与える。

充填液の製造方法は、原料を、Ｄ相、Ｅ相、及びＦ相に分けて、それぞれ撹拌した後、前記Ｄ相にＥ相及びＦ相を順次に投入する方法で行われる。前記Ｄ相では、８０℃、８００ｒｐｍ及び５分、Ｅ相は、常温で８００ｒｐｍ及び５分、Ｆ相は、常温で８００ｒｐｍ及び５分間撹拌した。前記Ｄ相にＥ相を投入した後、８０℃、４００～８００ｒｐｍ及び５分、Ｆ相を投入した後、８０℃、４００～８００ｒｐｍ及び５分間撹拌した後、常温まで冷却する。完成された充填液は、ｐＨメーターを用いてｐＨを測定した。

前記Ｅ相の投入後、Ｄ相とＥ相の重量に応じて、適切な回転速度（ｒｐｍ）を選択して撹拌すればよいが、４００ｒｐｍ未満であると、撹拌が十分に行われず、増粘剤が底に沈むようになり、８００ｒｐｍを超えると、充填液が反応器の外壁に飛び散って分散が均一ではない。また、前記Ｆ相を投入した後、４００ｒｐｍ未満であると、充填液の粘度により、Ｆ相の適切な分散が困難であり、８００ｒｐｍよりも大きいと、充填液が反応器の外壁に飛び散って分散が均一ではない。冷却工程は、空冷、水冷等の方式から自由に選択されてもよい。常温まで冷却すれば、ハイドロゲルと充填液の熱的不均衡による、意図しない副反応の可能性が排除される。

以下、本発明のハイドロゲルの物性について詳細に説明するために、下記のような実施例を提示する。しかし、本発明は、以下の実施例に特に限定されるものではない。

製造されたハイドロゲルは、直径７８ｍｍの容器に積層して入れ、直径７５ｍｍの円形に成形した。このとき、ハイドロゲルと充填液を実施例と比較例における割合で一緒に充填して、ハイドロゲルの膨潤率の変化、肌に付着するときのハイドロゲルの膨潤率の変化を測定した。前記ハイドロゲルの保湿感、密着感、剛性、安定性について、自体品質評価団を構成して評価した。前記膨潤率は、下記の式１で計算された。

表１は、本発明の実施例を説明するために、ハイドロゲルの組成物Ａ及び組成物Ｂの成分に対する含量及びｐＨを示すものであり、表２は、本発明の実施例を説明するために、充填液の組成物Ｃ及び組成物Ｄの成分に対する含量及びｐＨを示すものである。

前記ｐＨの場合、大韓民国食品医薬品安全処の流通化粧品の安全基準に符合するように、４乃至８の範囲として、組成物Ａ及びＣのｐＨは７， 組成物Ｂ及びＤは５に設定した。

実施例１のハイドロゲルは、組成物Ａを製造した。分離された各相の撹拌条件に合わせて、Ａ相は、８５℃、８００ｒｐｍ及び５分、Ｂ相は、常温、８００ｒｐｍ及び５分、Ｃ相は、常温、８００ｒｐｍ及び５分でそれぞれ撹拌し、Ａ相に、Ｂ相を投入した後、８５℃、２，０００ｒｐｍ及び５分、Ｃ相を投入した後、８５℃、２，０００ｒｐｍ及び５分間撹拌した。以降、２．０ｍｍ厚さでコーティング後、常温で冷却した後、直径７５ｍｍの円形に成形した。実施例１の充填液は、組成物Ｃを製造した。分離された各相の撹拌条件は、Ｄ相は、８０℃、８００ｒｐｍ及び５分、Ｅ相は、常温、８００ｒｐｍ及び５分、Ｆ相は、常温、８００ｒｐｍ及び５分間撹拌し、Ｄ相に、Ｅ相を投入した後、８０℃、５００ｒｐｍ及び５分、Ｆ相を投入した後、８０℃、５００ｒｐｍ、５分間撹拌した。以降、４℃の水で常温まで湯煎して冷却した。実施例１におけるハイドロゲルへの充填液の充填過程は、前記ハイドロゲルを直径７８ｍｍの円形容器にハイドロゲル９０ｇ及び充填液１０ｇとなるように充填した。

組成物Ａのハイドロゲル８０ｇ及び組成物Ｃの充填液２０ｇとなるように、７８ｍｍの円形容器に充填することを除いては、実施例１と同様である。

組成物Ｂのハイドロゲル９０ｇ及び組成物Ｄの充填液１０ｇであることを除いては、実施例１と同様である。

組成物Ｂのハイドロゲル８０ｇ及び組成物Ｄの充填液２０ｇであることを除いては、実施例３と同様である。

＜比較例１＞
組成物Ａのハイドロゲル１００ｇ、及び充填液を充填せずに、７８ｍｍの円形容器に充填することを除いては、実施例１と同様である。

＜比較例２＞
組成物Ａのハイドロゲル７０ｇ及び組成物Ｃの充填液３０ｇであることを除いては、実施例１と同様である。

＜比較例３＞
組成物Ａのハイドロゲル６０ｇ及び組成物Ｃの充填液４０ｇであることを除いては、実施例１と同様である。

＜比較例４＞
組成物Ｂのハイドロゲル１００ｇ、及び充填液を充填しないことを除いては、実施例３と同様である。

＜比較例５＞
組成物Ｂのハイドロゲル７０ｇ及び組成物Ｄの充填液３０ｇであることを除いては、実施例３と同様である。

表３は、本発明の実施例１～４及び比較例１～５による物性を示すものである。このとき、５は極めて良好であり、４は良好であり、３は普通であり、２は化粧品として比較的不適切であり、１は実際化粧品に適用することができないものである。図１は、本発明の実施例１～４及び比較例１～５における経時によるハイドロゲルの膨潤率（％）の変化を示すグラフであり、図２は、本発明の実施例１～４及び比較例１～５における経時によるハイドロゲルを肌に付着するときの膨潤率（％）の変化を示すグラフである。

表３によれば、実施例１は、密着感、剛性、安定性は極めて良好であり、保湿感の場合は良好であった。実施例２は、保湿感と密着感は極めて良好であり、剛性と安定性は良好であった。実施例３は、保湿感と密着感が極めて良好であり、剛性と安定性は良好であった。実施例４は、保湿感と密着感が極めて良好であり、剛性は良好であったが、安定性は普通であった。

比較例１は、剛性は極めて良好であり、密着感も良好であったが、保湿感と安定性が普通であった。比較例１は、充填液を含まず、容器内において、ハイドロゲルの内部の浸透圧による自然的な離水液が発生し、皮膚への塗布前まで、ハイドロゲルの含水率が減って保湿感が減少した。また、ハイドロゲルが乾燥した状態に露出し続け、ハイドロゲルの上側表面が不安定な形態を示した。

比較例２は、保湿感は極めて良好であったが、密着感、剛性、安定性は普通であった。比較例２は、充填液により保湿感は向上したが、充填液の過剰により、図２のように、ハイドロゲルが膨潤する現象が示され、ゲルの剛性と安定性に否定的な影響を及ぼした。このようになると、相対的に乾燥した肌に付着するとき、過剰したハイドロゲルの離水液が発生し、ハイドロゲルの滑り現象を誘発して、付着感が落ちた。比較例３は、保湿感は極めて良好であったが、密着感、剛性、安定性は、化粧品として比較的不適切であった。比較例２と同様に、充填液による保湿感の向上はあったが、過剰充填により、ハイドロゲルの剛性、安定性、密着感に否定的な影響を及ぼした。

比較例４は、ハイドロゲルの保湿感、剛性、安定性は良好であったが、密着感は普通であった。比較例４は、比較例１と同じ理由により、充填液を含まず、離水液が発生して、他の実施例に比べて含水率が減少した。比較例１に比べて、保湿感が向上した原因は、ハイドロゲルがｐＨにより高分子網目構造の孔隙率が変化することに起因する。ｐＨが低くなるほど、溶媒に対する有機高分子の親和力が高くなり、高分子の構造が伸びる現象が発生する。また、密着感が減少したことは、比較例１に比べて、離水液が多く発生したが、離水液の粘度が極めて低く、肌表面においてゲルの滑りを誘発したからである。これにより、ハイドロゲル充填液の増粘剤が、離水液の粘度を調節して、肌への密着感を向上させることが確認された。

比較例５は、保湿感は極めて良好であったが、密着感、剛性、安定性が化粧品として比較的不適切であった。比較例５は、比較例２及び３と同様に、充填液の過剰によるハイドロゲルの膨潤が発生して、剛性と安定性に否定的な影響を及ぼし、離水液の過剰により、密着感にも否定的な影響を及ぼした。また、ハイドロゲルのｐＨが低く、ｐＨ ７．０のハイドロゲルの場合よりも多くの離水液が発生して、比較例３に比べてさらに低い充填液であるにもかかわらず、ハイドロゲルの物性が落ちることが確認された。

比較例３及び５は、それぞれ密着感、剛性及び安定性において、化粧品として比較的不適切であり、実際のパッチに適用することができない。比較例１及び４は、保湿感及び安定性が普通であったが、特に保湿感に優れておらず、実際のパッチとして不向きであった。比較例３は、密着感、剛性及び安定性が普通であって、パッチへの適合度が落ちた。実施例４は、たとえ安定性は普通であったが、保湿感及び密着感が極めて良好であり、剛性が良好であって、パッチとして適用することができた。

本発明の実施例によれば、前記組成物Ａ及び前記組成物Ｃからなる前記ハイドロゲル組成物において、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、前記組成物Ａは、７０％ｗ／ｗよりも大きく、前記組成物Ｃは、３０％ｗ／ｗよりも小さいことが好ましい。前記組成物Ｂ及び前記組成物Ｄからなる前記ハイドロゲル組成物において、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、前記組成物Ｂは、７０％ｗ／ｗよりも大きく、前記組成物Ｄは、３０％ｗ／ｗよりも小さいことが好ましい。上記した含量は、好適例に過ぎず、場合に応じて、ハイドロゲルの組成物、厚さ及び充填方法等により、組成物Ｃ及びＤの含量は、５０％ｗ／ｗよりも大きくてもよい。

以上、本発明は、好適な実施例を挙げて詳細に説明したが、実施例に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内において、当該分野における通常の知識を有する者により様々な変形が可能である。

Claims (7)

1. 架橋剤と精製水からなるＡ相、有機高分子と多価アルコールからなるＢ相、及び、ｐＨ調節剤と精製水からなるＣ相において、前記Ａ相、前記Ｂ相、及び前記Ｃ相をそれぞれ撹拌した後、前記Ａ相に前記Ｂ相及び前記Ｃ相を独立して存在する状態から順次に投入して、前記Ｃ相の前記ｐＨ調節剤により、ｐＨが中性及び塩基性である組成物Ａのハイドロゲルを製造するステップと、
   保湿剤と精製水からなるＤ相、増粘剤と多価アルコールからなるＥ相、及びｐＨ調節剤と精製水からなるＦ相において、前記Ｄ相、前記Ｅ相、及び前記Ｆ相をそれぞれ撹拌した後、前記Ｄ相に前記Ｅ相及び前記Ｆ相を独立して存在する状態から順次に投入して前記Ｆ相の前記ｐＨ調節剤により、ｐＨが中性及び塩基性である組成物Ｃの充填液を製造するステップと、
   前記充填液を前記ハイドロゲルに充填するステップと、を含み、
   前記有機高分子は、カラギーナン及びカロブガムを含み、
   前記架橋剤、前記カラギーナン、前記カロブガム、及び前記多価アルコールは、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、それぞれ、０％ｗ／ｗよりも大きくて５．０％ｗ／ｗ以下、０．１～５．０％ｗ／ｗ、０％ｗ／ｗよりも大きくて４．０％ｗ／ｗ以下、及び１５．０～３０．０％ｗ／ｗを含み、前記増粘剤は、前記充填液の全体重量に対して、０％ｗ／ｗよりも大きくて５．０％ｗ／ｗ以下を含み、
   前記Ｅ相の前記増粘剤は、前記充填液の粘度を高め、前記充填液と前記ハイドロゲルとの間の浸透圧差を減らすことを特徴とする離水パターン調節充填液を含み、
   前記組成物Ａ及び前記組成物Ｃからなるハイドロゲルパッチにおいて、前記組成物Ａは、前記ハイドロゲルパッチの全体重量に対して、７０％ｗ／ｗよりも大きく、前記組成物Ｃは、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、３０％ｗ／ｗよりも小さく、
   前記架橋剤が塩化カルシウムであり、前記Ｂ相に含まれる前記多価アルコールがグリセリン及びブチレングリコールであり、前記Ｂ相及び前記Ｆ相に含まれる前記ｐＨ調節剤がいずれもアルギニンであり、前記保湿剤がアラントインであり、前記増粘剤がキサンタンガムであり、前記Ｅ相に含まれる前記多価アルコールがグリセリンであるハイドロゲルパッチの製造方法。
2. 架橋剤と精製水からなるＡ相、有機高分子と多価アルコールからなるＢ相、及び、ｐＨ調節剤と精製水からなるＣ相において、前記Ａ相、前記Ｂ相、及び前記Ｃ相をそれぞれ撹拌した後、前記Ａ相に前記Ｂ相及び前記Ｃ相を独立して存在する状態から順次に投入して、前記Ｃ相の前記ｐＨ調節剤により、ｐＨが酸性である組成物Ｂのハイドロゲルを製造するステップと、
   保湿剤と精製水からなるＤ相、増粘剤と多価アルコールからなるＥ相、及びｐＨ調節剤と精製水からなるＦ相において、前記Ｄ相、前記Ｅ相、及び前記Ｆ相をそれぞれ撹拌した後、前記Ｄ相に前記Ｅ相及び前記Ｆ相を独立して存在する状態から順次に投入して、前記Ｆ相の前記ｐＨ調節剤により、ｐＨが酸性である組成物Ｄの充填液を製造するステップと、
   前記充填液を前記ハイドロゲルに充填するステップと、を含み、
   前記有機高分子は、カラギーナン及びカロブガムを含み、
   前記架橋剤、前記カラギーナン、前記カロブガム、及び前記多価アルコールは、前記ハイドロゲルの全体重量に対して、それぞれ、０％ｗ／ｗよりも大きくて５．０％ｗ／ｗ以下、０．１～５．０％ｗ／ｗ、０％ｗ／ｗよりも大きくて４．０％ｗ／ｗ以下、及び１５．０～３０．０％ｗ／ｗを含み、前記増粘剤は、前記充填液の全体重量に対して、０％ｗ／ｗよりも大きくて５．０％ｗ／ｗ以下を含み、
   前記Ｅ相の前記増粘剤は、前記充填液の粘度を高め、前記充填液と前記ハイドロゲルとの間の浸透圧差を減らすことを特徴とする離水パターン調節充填液を含み、
   前記組成物Ｂ及び前記組成物Ｄからなるハイドロゲルパッチにおいて、前記組成物Ｂは、前記ハイドロゲルパッチの全体重量に対して、７０％ｗ／ｗよりも大きく、前記組成物Ｄは、前記ハイドロゲルパッチの全体重量に対して、３０％ｗ／ｗよりも小さく、
   前記架橋剤が塩化カルシウムであり、前記Ｂ相に含まれる前記多価アルコールがグリセリン及びブチレングリコールであり、前記Ｂ相及び前記Ｆ相に含まれる前記ｐＨ調節剤がいずれもクエン酸であり、前記保湿剤がアラントインであり、前記増粘剤がキサンタンガムであり、前記Ｅ相に含まれる前記多価アルコールがグリセリンであるハイドロゲルパッチの製造方法。
3. 前記ハイドロゲルにおいて、前記架橋剤は、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含む陽イオン性無機化合物若しくはそれらの混合物であり、前記多価アルコールは、グリセリン、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、プロパンジオール、及びペンチレングリコールのうちから選ばれたいずれか一つ若しくはそれらの組合せであることを特徴とする請求項１または２に記載の離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチの製造方法。
4. 前記多価アルコールは、前記グリセリンと前記ブチレングリコールの組合せであって、全体のハイドロゲルの重量に対して、５．０～２０．０％ｗ／ｗのグリセリン及び０％ｗ／ｗよりも大きくて１０．０％ｗ／ｗ以下であるブチレングリコールの組合せであり、前記組合せは、１５．０％ｗ／ｗ以上であり、３０．０％ｗ／ｗ以下であることを特徴とする請求項３に記載の離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチの製造方法。
5. 前記充填液において、前記増粘剤は、カルボマー、キサンタンガム、アクリレート／Ｃ１０－３０アルキルアクリレートクロスポリマー、アクリロイルジメチルタウリンアンモニウム／ＶＰコポリマー、ヒドロキシエチルアクリラート／アクリロイルジメチルタウリンナトリウムコポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、グアーガム、カロブガム、及びセルロースガムのうちから選ばれた少なくとも一つであり、前記保湿剤は、アラントイン、ベタイン、グルコース、ソルビトール、グリセリン、ブチレングリコール、プロパンジオール、ジプロピレングリコールで構成された群から選ばれた少なくとも一つの組合せからなることを特徴とする請求項１または２に記載の離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチの製造方法。
6. 前記ｐＨ調節剤は、塩基性ｐＨ調節剤はアルギニンであり、酸性ｐＨ調節剤はクエン酸であることを特徴とする請求項１または２に記載の離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチの製造方法。
7. 前記Ａ相に前記Ｂ相を投入した後、７０～９５℃及び１，０００～３，０００ｒｐｍで撹拌し、前記Ａ相に前記Ｃ相を投入した後、７０～９５℃及び１，０００～３，０００ｒｐｍで撹拌することを特徴とする請求項３に記載の離水パターン調節充填液を含むハイドロゲルパッチの製造方法。