KR100313225B1 - 치약조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 계란 껍질을 함유한 치약 조성물에 관한 것으로 단순 분쇄한 것 또는 물리화학적 처리를 한 후 분쇄한 것을 치약용 연마제로 단독으로 또는 기존의 치약용 연마제와 함께 사용함으로써 치아에 적당한 연마도를 나타내면서 치아를 단단하게 만들어 주는 효과(치아 재석회화 효과)와 치아세정 및 구취 제거 효과가 탁월한 치약 조성물에 관한 것이다.

Description

치약 조성물{Toothpaste composition}
본 발명은 치약조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 계란 껍질을 단순 분쇄한 것 또는 물리화학적 처리를 한 후 분쇄한 것을 치약용 연마제로 단독으로 또는 기존의 치약용 연마제와 함께 사용함으로써 치아에 적정한 연마도를 나타내면서 치아를 단단하게 만들어 주는 효과(치아 재석회화 효과)와 치아 세정 및 구취 제거 효과가 탁월한 치약 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 치약중에 사용되고 있는 연마제들은 인산일수소칼슘, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 침강실리카, 실리카겔, 함수알루미나, 지르코늄실리케이트, 무수인산일수소칼슘, 칼슘피로인산염, 하이드록시아파타이트, 불용성 메타인산염, 및 알루미늄실리케이트를 단독 또는 혼합 사용하는 것이 일반적이다. 중질 탄산 칼슘을 제외한 모든 연마제들은 화학적 합성으로 만든 것들이며 치약의 처방에 따라 각각의 장단점을 가지고 있다.
예를 들면 인산일수소칼슘, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 함수알루미나, 칼슘피로인산염, 하이드록시아파타이트등은 치약중의 기본적 약효 성분인 불소 성분들과 경시 상용성이 불량하고 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 무수인산일수소칼슘, 불용성 메타인산염, 및 알루미늄실리케이트등은 불소와의 경시 사용성은 양호하지만 원료 자체의 경도가 높아 치아 표면에 손상을 주거나 이러한 연마제를 사용한 치약을 장기간 사용할 때 치경부 마모증을 유발하여 과민성 치아가 될 수도 있다.
특히 중질탄산칼슘은 기존의 연마제중 유일한 네츄럴 소스(natural source)의 원료이나 전술한 바와 같이 경시불소상용성이 불량하고 수 십만년 전부터 형성된 돌(방해석등)을 분쇄한 것이므로 자체 경도가 높고 중금속등 불순물을 함유할 가능성이 높다.
이에 본 발명자들은 상술한 기존의 치약용 연마제의 단점을 보완할 수 있는 네츄럴소스의 연마제를 찾기 위하여 수 백가지의 천연물질들을 검토 해본 결과 계란껍질이 치약용 연마제로서의 우수한 세정 효과를 나타내고 불소와의 상용성, 치약의 기본 효능인 치아 재석회화 효과, 및 구취 제거 효과에 탁월하다는 것을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 통상의 치약조성물에 계란껍질 0.1 내지 50중량%를 함유하는 치약조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 계란 껍질을 물리화학적 세정으로 내부에 부착된 유기물(단백질류)을 제거한 후 건조한 계란 껍질을 미세하게 분쇄하여 평균 입자 크기가 약 1 내지 20 마이크로미터(㎛)가 되게 만든 것을 치약 중에 0.1 내지 50중량% 사용하여 기존의 치약용 연마제를 대신 하면서 우수한 세정 효과, 경시 불소 안정성, 재석회화 효과 및 구취 제거 효과를 가진 안정한 치약 조성물을 제공한다.
계란 껍질의 구성원소를 확인 하기 위하여 유도결합 플라즈마 원자방출분광분석기(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy), 에너지 분산형엑스선분광분석기(Energy Disperse X-ray Spectrometer) 및 전자주사현미경(Scanning Electron Microscopy)등을 활용하여 분석 해본 결과, 계란껍질은 칼슘(Ca), 인(P), 산소(O), 마그네슘(Mg), 탄소(C), 질소(N) 및 황(S) 등으로 구성되어 있으며, 이러한 원소들이 서로 결합하여 탄산칼슘류, 인산칼슘류, 탄산마그네슘류등의 복합물과 약간의 유기물로 이루어져 있을 것으로 추정된다.
계란 껍질의 미세 분말을 자동 분체 흡착 장치를 사용하여 비표면적(㎠/g)과 기공도(porosity)를 측정해본 결과 실리카류를 제외한 기존의 연마제에 비하여 2 내지 10 배 이상 높게 나타났으며, 전자주사현미경으로 형태를 관찰시 부분적으로 미세한 망상형(network)구조를 나타내었다. 이와 같은 다공성 망상 구조가 치아 착색 물질과 구취 원인 물질을 포집함으로써 미백 효과와 구취 억제 효과가 나타나는 것으로 생각되며 또한 이러한 화합물들이 치아 표면에 물리 화학적 흡착작용을 하여 치아 표면의 경도를 상승시키는 것으로 추정된다.
본 발명의 치약 조성물은 통상적인 치약 조성물에서 계란 껍질을 단순세정 건조분쇄 또는 물리화학적 처리 후 세정분쇄하여 평균입자 크기가 1 내지 20 마이크로미터(㎛)가 되게 만든 미세분말을 치약중에 0.1 내지 50중량% 함유하며, 최종제품의 연마도는 미국 또는 영국에서 표준 방법으로 채택하고 있는 방사선 표본 치아 마모량 측정법 또는 마모 표면 치아 시편 면적 측정법으로 측정하여 200 이하의 값을 가진다. 기존의 연마제와 함께 사용할 때는 0.1 내지 25중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 특히 치아의 경도를 증가시키기 위한 재석회화 효과나 미백효과 및 구취 제거효과만을 기대시에는 많은 양을 사용하면 효과는 증가하지만 비용을 고려하여 0.1% 내지 5중량% 사용함이 바람직하다. 0.1중량% 이하로 사용할 때에는 그 효과가 미약하게 나타났다.
본 발명의 치약조성물은 연마제로서 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 인산일수소칼슘, 무수인산일수소칼슘, 함수알루미나, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 칼슘피로인산염, 불용성메타인산염 및 알루미늄실리케이트 중에서 선택된 1종 이상을 함유할 수 있다.
통상적인 치약 조성물에 사용되는 일반적인 성분들을 살펴보면, 치약중 습윤제의 사용은 연고상의 제형을 만드는데 필수적인 베이스 성분으로 치약이 공기중에 노출될 때 건조 고화 되는 것을 방지하고 치약의 표면에 윤기를 제공할 뿐만 아니라 종류에 따라 양치시 감미 효과를 주는 역할을 한다. 본 발명의 치약조성물에서는 농글리세린(98%), 글리세린(85%), 소르비톨수용액(70%), 비결정성 소르비톨수용액(70%), 자이리톨, 폴리에틸렌글리콜류 및 프로필렌글리콜중에서 선택된 1종 이상을 20 내지 70중량%의 양으로 사용한다.
통상적인 치약조성물에서도 사용목적에 따라 적당한 약효 성분을 사용할 수 있는데, 불화인산나트륨, 불화나트륨, 불화아민 및 불화주석등의 수용성 불화물이 치아에나멜의 하이드록시아파타이트와 치환반응으로 불화아파타이트를 형성하여 치아의 경도를 증가시켜 충치를 예방한다는 것은 널리 알려진 메카니즘으로 이해되고 있다. 본 발명에서는 계란껍질을 함께 사용하여 단순 불소치약보다 우수한 경도 증가를 확인하였다.
또한 피로인산나트륨, 피로인산칼륨 산성피로인산나트륨은 치석형성억제에 효과적인 성분으로 이미 널리 알려진 성분이다. 상기 성분이외에도 구강내 세균을 살균할 목적으로 양이온성 계면활성제나 프라그의 억제 및 제거를 목적으로 효소류도 함께 사용될 수 있다. 또한 치주 질환을 예방하기 위하여 높은 삼투압을 가지는 염화나트륨이나 탄산수소나트륨등의 수용성염과 지혈작용을 가지는 아미노카프론산, 알란토인 및 알라토인 유도체와 여러 가지 비타민류가 동시에 사용될 수 있다.
한편 치약 중의 결합제의 사용은 고체인 분말 성분과 액체 성분이 분리되지 않게 해주는 역할로 연고상의 치약에서는 필수적인 것이며 수용성의 고분자 종류라면 어떤 것이든 사용될 수 있다. 일반적으로 많이 사용되는 성분으로는 나무의 셀룰로오스로부터 합성된 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 해조류로부터 추출된 카라기난류 및 미생물의 대사로부터 얻어지는 잔탄검등을 들 수 있다.
기포제의 사용은 제품의 사용감을 증진시키고 세정작용을 도와주며 기타 약효성분의 분산 및 침투를 신속하게 하고 계면장력을 감소시킴으로서 구강내 이물질을 쉽게 떨어지게 하는 작용을 한다. 기포제로는 주로 음이온성 계면활성제인 라우릴 황산나트륨이 주로 사용되며, 제형의 특성에 따라 보조적으로 비이온성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌의 공중합체(폴록사머), 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산에스테르등이 사용된다.
그 밖에 본 발명에 따른 치약조성물은 사용감을 좋게 하기 위하여 향료, 감미제 및 색소류등을 사용할 수 있으며, 이러한 목적에 사용되는 향료로는 먹을 수 있는 식용향료의 사용이 필수적이며, 페파민트 오일, 스피아민트 오일, 세이지, 유칼립톨, 메틸살리실레이트 및 과일 추출물등도 사용할 수 있다. 감미제로는 삭카린 나트륨이 가장 많이 사용되고 있으며, 색소로는 주로 식용 색소를 사용한다.
이상의 성분들로 구성된 본 발명의 조성물과 기존의 세계 유명시판제품들과 여러 측면에서 효과 및 안정성을 비교 시험 평가 해본 결과 본 발명에 의한 치약조성물이 훨씬 우수한 것으로 나타났다(표 2, 3, 4 및 5 참조).
이하 본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 한정 되지는 않는다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 구성비로 본 발명에 따른 치약조성물(실시예 1 내지 5) 및 이와 비교하기 위한 기존의 치약 조성물(비교예 1 내지 3)을 다음과 같은 방법으로 제조하였다.
1) 습윤제에 결합제 및 기타 첨가제 등을 미리 분산하고 연마제를 투입한 후약 30분간 교반하였다. (실시예의 조성물 경우 연마제 투입 시에 계란 껍질 분말을 함께 투입하였다.)
2) 마지막으로 기포제를 투입한 후 진공 상태에서 20분간 교반시켜 최종 제품을 수득하였다.
실험예 1. 치약조성물의 재석회화 효과
실시예 1-5 와 비교예 1-3 의 치약조성물 간에 치아를 단단하게 만들어주는 재석회화 효과를 평가하기 위하여 사람의 앞니의 에나멜 층에서 직경 3㎜의 시편을 만들어 초기 탈회 과정을 거쳐 인위적으로 손상된 부분을 만들었다. 0.1M 락트산용액으로 탈회 시켰으며, 탈회 완료 후 표면의 경도를 미세 경도계(Akashi, Japan)를 이용하여 각 시편 당 4군데를 측정하여 평균값을 해당 시편의 초기 경도 값으로삼았다. 치약제와의 처리는 치약과 사람의 타액 용액의 비를 1:2의 비로 혼합하여 만든 용액으로 제조하였다. 매일 수행되는 시험 과정은 1분씩 4차례의 추출물 처리 단계와 추출물 처리 시간 사이의 각 1시간의 타액 용액에서의 침적 단계 그리고 4시간 한차례의 탈회 단계로 이루어지며 이러한 시험을 20일간 반복 수행하게 된다. 20일간의 처리 후 각 에나멜 시편의 경도를 전술한 바와 동일한 방법으로 재 측정하여 초기에 측정한 경도 값과의 차이를 구하여 손상된 치아 표면의 재석회화 정도를 정량화 하였다.
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이 실시예의 치약조성물이 비교예의 조성물보다 재석회화 효과(경도의 증가효과)가 더욱 우수한 것으로 평가되었다.
실험예 2. 치약조성물의 세정효과 및 연마도 평가
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따른 치약 조성물의 세정효과(오염제거효과)를 다음과 같은 방법으로 평가하였다. 담배, 커피, 홍차, 설탕 및 칼슘을 혼합하여 겔(gel) 상태로 만든 다음, 회전이 가능하도록 모터가 장착된 기기의 바닥용기에 옮기고, 20 내지 30대의 건강한 사람으로부터 발치한 치아 표본을 에폭시 수지로 고정시켜 노출 면적이 가로×세로 = 2㎜×2㎜가 되도록 시편을 제작한 후, 회전판에 부착시켜 3일 동안 운영하여 강제적으로 부착시켰다.
이때, 회전판의 중앙에 백열등을 설치하여 시편에 부착된 오염을 건조시킴으로서 오염의 부착을 촉진시켰다. 마지막 날에 오염이 형성된 시편을 꺼내 색차계(Model: SZ, Nippon Denshoku사)를 이용하여 백색도를 측정하고, 왕복 운동이 가능하도록 특별히 고안된 세정력 측정기에 시편을 고정시킨 다음, 부드러운 칫솔모를 운동축에 고정시켜 시편과 마찰할 수 있도록 만들었다. 이때, 칫솔모 끝에 각각의 실시예 및 비교예 치약조성물을 0.5g씩 동일하게 올려놓고 분당 180회 왕복운동을 할수 있도록 30분간 운영한 다음, 시편을 꺼내 다시 색차계를 이용하여 시편의 백색도 개선 정도를 측정한 후 백분율로 계산하였다. 연마도 평가는 영국 표준 방법인 마모표면치아시편 면적 측정법을 사용하여 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 실시예의 치약 조성물이 비교예의 조성물 보다 세정 효과(오염 제거율)가 더욱 우수한 것으로 평가되었으며 연마도는 실시예 및 비교예 모두 200이하의 값을 나타내었다.
실험예 3. 치약조성물의 구취제거효과
실시예 1과 2 및 비교예 1과 2의 치약조성물에 대해서 구취 억제 효과를 비교하기 위하여 평상시에 구취가 있다고 자각하고 있는 60여명의 임상적 실험대상자를 모집한 후 동일한 점심 식사를 먹게 하고 할리메타(Halimeter)를 이용하여 구취의 정도를 정량화하여 구취가 약하거나(70이하) 아주 강한 사람(400이상)은 실험 대상에서 제외 시킨 후 각 조성물군 당 10명씩 분배하여 평균값이 각 군간에 비슷하게 되도록 조절하였다. 다음날 동일한 방법으로 실험값의 재현성을 확인 한 후 동일한 식사와 간식을 먹게 하고 1 시간 후 초기 구취 정도를 측정하고나서 각 조성물군 별로 치약과 칫솔을 제공하고 동일 방법과 시간으로 양치 시킨 후 1시간 경과후 말기 구취 정도를 측정하였다.
양치 전과 후의 할리메타(Halimeter) 수치의 차이를 구하고 그룹별로 평균한 값을 비교하였다. 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
상기 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이 실시예의 치약조성물이 비교예의 치약조성물보다 구취 제거 효과가 더욱 우수한 것으로 나타났다.
실험예 4. 치약조성물의 경시 불소안정성 비교평가
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 치약조성물을 제조하여 치약중 초기 용해성 불소 함량을 시험한 후 40℃에서 각각 3개월 동안 보관 후 다시 치약중 용해성 불소 함량을 측정하여 초기 함량 대비 잔존율을 산출하였다. 그 결과는 하기표 5에 나타내었다.
상기 표 5로부터 알 수 있는 바와 같이 실시예의 치약 조성물이 비교예의 치약조성물과 비교시 유사한 경시 불소와의 안정성을 나타내었다.
실험예 5. 치약 조성물의 안정성 비교평가
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 치약조성물을 상온 및 40℃에서 보관하면서 다음의 기준에 따라 일정 기간 간격으로 치약 조성물의 상태 안정성을 평가하였다.
<<평가기준>>
◎ 매우 양호 : 표면이 매끈하고 상 분리가 없으며 정상적인 치약
○ 비교적 양호 : 표면만 약간 거칠거나 튜브 입구 부분만 약간 불량함
∇ 비교적 불량 : 상 분리 현상이 보이고 변색 현상도 조금 나타남
× 매우 불량 : 상 분리가 심하고 가스 발생 혹은 경화 현상등 나타남
상기 평가 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 치약조성물은 기존의 치약 조성물과 비교시 경시 안정성에서는 유사한 것으로 평가되어 외형적 상품 가치에서는 본 발명에 의한 치약조성물이 문제가 없을 것으로 평가되었다.
본 발명의 계란껍질을 함유한 치약 조성물은 기존의 치약 조성물과 비교하여, 치아 재석회화 효과를 나타내는 경도 증가율에 있어서 본 발명의 치약조성물은 45.8%로 기존의 치약조성물의 30.2% 보다 약 1.5배 높고, 세정효과를 나타내는 오염 제거율에 있어서 본 발명의 치약조성물은 44.3%로 기존의 치약조성물의 32.0% 보다 약 1.4 배 높으며, 구취제거효과도 본 발명의 치약조성물이 기존의 치약조성물이 기존의 치약조성물보다 현저히 우수하다. 즉, 본 발명의 치약조성물은 치아를 단단하게 만들어주고 치아 세정하고 구취를 제거하는 효과가 우수하다.

Claims (5)

  1. 통상적인 치약조성물에 계란껍질 0.1 내지 50중량%를 함유하는 치약조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 계란껍질을 물리화학적 세정으로 내부에 부착된 유기물(단백질류)를 제거한 후 건조한 계란껍질을 미세하게 분쇄한 것을 함유하는 치약조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 계란껍질의 크기가 평균 입자 크기가 1 내지 20 마이크로미터(㎛)인 치약조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 연마제로서 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 인산일수소칼슘, 무수인산일수소칼슘, 함수알루미나, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 칼슘피로인산염, 불용성메타인산염 및 알루미늄실리케이트중에서 선택된 1종 이상을 함유하는 치약조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 최종 치약조성물의 연마도가 방사선 표본 치아 마모량 측정법 또는 마모 표면 치아 시편 면적 측정법으로 측정하여 200 이하의 값을 가지는 치약조성물.
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