KR100429384B1

KR100429384B1 - 수상/오일상/겔상의 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물과그 제조방법

Info

Publication number: KR100429384B1
Application number: KR10-2001-0007598A
Authority: KR
Inventors: 주진웅
Original assignee: 한국콜마 주식회사
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2004-04-29
Also published as: KR20020067181A

Abstract

본 발명은 수상/오일상/겔상의 네트웍(water in oil in gel network, 이하 W/O/G) 구조를 갖는 화장료 조성물과 그 제조방법에 관한 것으로서, 비이온성 에스테르계 친유형 계면활성제를 사용하여 안정한 수상/오일상(W/O) 형태의 겔 페이스트를 만든 후, 수크로오즈 코코에이트(sucrose cocoate)계 계면활성제가 함유된 유상부에 첨가하여 2차 겔화를 유도한 다음, 이를 다시 수상부에 첨가하여 유화시킴으로써, 수상내에 대규모의 라멜라(lamella) 액정 구조를 형성시켜 다중 리포좀 유화를 실현할 수 있으며, 피부지질막(세포막)과 매우 유사한 구조로서 피부 친화력이 매우 우수하여 화학적, 환경적 스트레스에 의한 피부 자극을 현저히 감소시킬 뿐만 아니라, 여러 겹의 라멜라 액정 구조에 의해 리포좀 입자 내상으로부터 유효성분의 유리를 최대한 억제시킴으로써 기존의 유상/수상(oil in water, O/W) 유화형태의 제형에 비해 높은 지속효과를 보이는 화장료 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

수상/오일상/겔상의 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물과 그 제조방법{Cosmetic product and its manufacturing method using water in oil in gel network(W/O/G) system}

일반적으로 W/O 형태의 제형은 내상이 수상부이고 그를 감싸는 연속상이 오일로서 수상의 유효성분을 안정화시킬 뿐만 아니라, 연속상이 오일이므로 물이나 피지와 같은 외부 환경적인 자극에 의한 변형을 방지함과 동시에 보습성 및 화장 지속성을 오랫동안 유지시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 사용감에 있어 유분감이 많이 느껴짐으로 인해 끈적임과 같은 단점이 있어 일반 소비자들의 요구에 부응하지 못했다.

이러한 사용감 개선을 위해 연속상인 오일을 실리콘으로 대체하여 실리콘 계면활성제를 사용함으로써 수상/실리콘상(water in silicone, W/S) 형태의 제형이 개발되어 W/O 형태가 가지는 장점을 그대로 살림과 동시에 W/O 에멀젼의 단점인 사용감의 문제점을 극복하였다. 그러나, 이러한 제형 역시 일반적인 오일보다 실리콘 오일의 가격이 높아 전체적으로 제품이 고가인 단점이 있어 소비자들에게 부담을 주고 있는 실정이다.

한편, 유상/수상(oil in water, O/W) 제형의 겔 에멀젼(gel emulsion)의 경우는 사용감 및 보습성이 우수하며, 제품 안정성도 일반 W/O 형태의 에멀젼보다는 우수하다. 그러나, 수용성의 유효성분을 안정화시키기가 매우 어렵다는 단점이 있다. 이는 연속상이 수용성이므로 외부환경에 노출되어 있기 때문이다.

그리하여, 최근에는 수용성 및 유용성 유효성분의 안정화 및 사용감, 보습성, 지속성 등의 모든 문제를 개선하기 위해 다중 에멀젼(multiple emulsion) 기술이 개발되었다. 이는 수상/유상/수상(water in oil in water, W/O/W) 또는 유상/수상/유상(oil in water in oil, O/W/O) 형태의 다중 리포좀 구조로써 외부 환경 변화에 강하고 수분 및 유효성분의 유리를 다중막의 구조에 의해 최대한 억제하여 더욱 우수한 안정성과 화장 지속효과를 나타낼 수 있었다. 특히, 하나의 에멀젼 입자 안에 수용성뿐만 아니라 유용성 유효성분의 포접이 가능하다는 커다란 장점이 있다. 이러한 장점을 모두 가능케 한 다중 에멀젼의 종래의 기술은 마이크로플루다이져(microfluidizer)와 같은 고가의 장비를 이용하여 기계적으로 제조하는 방법[제19회 IFSCC 회의, 1996년]이나, 에테르계의 계면활성제를 이용하여1-스텝(1-step) 혹은 2-스텝(2-step)의 공정으로 다중 에멀젼을 시도하여 실제로 성공을 거두고 있다. 그러나, 전자의 경우는 특수의 고가장비를 사용해야 한다는 부담이 있으며, 후자의 경우는 화학적으로 합성된 특수한 계면활성제를 사용해야 하는 한계와 동시에 안정성을 유지시키기가 곤란하며, 특히 에테르계의 계면활성제는 피부 자극과 같은 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 상기 W/O 에멀젼, 겔 형태의 에멀젼, 다중 에멀젼 등 기존 제형의 장점만을 살리기 위하여 연구 노력한 결과, 에스테르계의 친유형 계면활성제를 이용한 W/O 겔 페이스트와, 피부의 천연 지질막 성분과 유사한 천연 유도체로 구성된 겔화제(gelizing agent)인 수크로오즈 코코에이트(sucrose cocoate)계 계면활성제를 사용하여 W/O/G 구조를 갖는 조성물을 제조하면, 우수한 피부 친화력을 가지고 있어 자극이 없이 매우 순하고 사용감촉과 보습성이 우수하며, 수용성 및 유용성 유효성분을 다층의 라멜라 액정겔 안에 포접시켜 안정화시킴으로써 사용 효과의 지속성 뿐 아니라 보다 안정하게 원하는 부위로 전달하는 약물 전달 시스템의 구축도 실현하였다. 또한, 다중 에멀젼이 갖고 있는 안정성과 대규모의 라멜라 액정 구조에 의해 보다 안정화된 화장료를 얻을 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 W/O 제형의 장점과 라멜라 액정 구조에 의한 다중 리포좀의 장점을 동시에 갖춘 새로운 개념의 제형으로서, W/O/G 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따라 W/O/G 네트웍 구조가 형성되는 과정을 모식도로 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 화장료의 유화 입자 현미경 사진(광학현미경, Olympus BX40, 400배 배율)이다.

도 3은 도 2의 유화 입자를 확대하여 내부에 또 다른 상(phase)의 입자가 액정 형태의 리포좀을 형성하고 있음을 보여주는 현미경 사진(광학현미경, Olympus BX40, 1000배 배율)이다.

도 4는 본 발명에 따라 형성된 유화 말단부(지각층)가 여러층의 라멜라 구조로 이루어져 있음을 보여주는 현미경 사진(광학현미경, Olympus BX40, 1000배 배율)이다.

본 발명은 다중 리포좀 구조로 이루어진 화장료 조성물에 있어서,

W/O(water in oil) 겔 페이스트가 다층의 라멜라(lamella) 액정겔로 둘러싸여 리포좀을 형성하고 있으며, 이러한 리포좀이 수상 내부에 함유되어 있는 W/O/G 네트웍(water in oil in gel network) 구조를 갖는 화장료 조성물을 특징으로 한다.

이러한 상기 조성물은 수크로오즈 코코에이트(sucrose cocoate)계 계면활성제를 도입하여 W/O 제형과 겔 유화 형태의 제형을 접목시킨 것으로서, 수첨된 캐스터 오일 0.3 ∼ 1.0중량%, 폴리글리세릴 이소스테아레이트 0.5 ∼ 1.0중량%, 미네랄 오일 2.0 ∼ 4.0중량%, 황산아연 0.01 ∼ 0.1중량%, 스테아린산 0.3 ∼ 1.0중량%, 세탄올 1.0 ∼ 4.0중량%, 글리세릴 트리옥타노에이트 1.0 ∼ 4.0중량%, 수크로오즈 코코에이트 1.0 ∼ 5.0중량%, 소르비탄 세스퀴올레이트 0.5 ∼ 2.0중량%, 실리콘 오일 0.2 ∼ 2.0중량%, 글리세린 3.0 ∼ 8.0중량%, EDTA 0.01 ∼ 0.1중량%, 폴리글리세릴메타크릴레이트 1.0 ∼ 5.0중량%, 점증제 0.1 ∼ 5.0중량%, 중화제 0.1 ∼ 5.0중량%, 화장유효성분 0.1 ∼ 5.0중량%, 방부제 0.2 ∼ 1.0 중량% 및 정제수 51.8 ∼ 88.38중량%가 함유되어 있으며, 상기 리포좀의 입자크기는 0.1 ∼ 2.0 ㎛ 범위이다.

또한, 본 발명의 바람직한 제조방법으로는, 1) 정제수와 전해물질을 에스테르계 비이온성 계면활성제, 폴리글리세릴 이소스테아레이트 및 비극성 오일과 혼합하여 1차 유화시켜 W/O 겔 페이스트를 얻는 단계,

2) 상기 준비된 W/O 겔 페이스트를 지방산, 세탄올, 글리세릴 트리옥타노에이트, 수크로오즈 코코에이트계 계면활성제, 소르비탄 세스퀴올레이트 및 실리콘 오일과 혼합하여 유상부를 구성하는 단계,

3) 별도의 용해조에 정제수, 글리세린, EDTA 및 폴리글리세릴메타크릴레이트를 혼합하여 수상부를 구성하는 단계,

4) 상기 준비된 유상부와 수상부를 호모 믹서를 이용하여 혼합 및 2차 유화시킨 다음 냉각시키는 단계,

5) 상기 혼합물에 점증제 및 중화제를 첨가하고 호모 믹서를 이용하여 분산시킨 다음 냉각, 탈포시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조방법에서, 상기 4)와 5) 단계 사이에, 화장유효성분, 향 및 방부제 중에서 선택된 1종 이상을 첨가하여 혼합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 화장료 조성물을 제조방법을 중심으로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1) 전해물질이 함유된 정제수를 에스테르계 비이온성 계면활성제, 폴리글리세릴 이소스테아레이트 및 비극성 오일과 혼합하여 1차 유화시켜 W/O 겔 페이스트를 얻는 단계를 수행한다.

이때, 상기 에스테르계 비이온성 계면활성제와 폴리글리세릴 이소스테아레이트를 매개로 하여 수상부와 유상부가 유화되는 원리이다. 에스테르계 비이온성 계면활성제는 친유형이며 HLB(hydrophilic lipophilic balance)값이 3.0 ∼ 7.0 범위로 낮은 것을 사용하는데, 이러한 유형으로는 수첨된 캐스터 오일, 폴리에틸렌글리콜 디폴리하이드록시 스테아레이트 등이 있다. 상기 비극성 오일로는 미네랄 오일, 스쿠알란, 폴리데센 등을, 전해물질로는 황산아연, 우레아, 염화나트륨, 황산마그네슘 등을 사용한다.

2) 별도의 용해조에 지방산, 세탄올, 글리세릴 트리옥타노에이트, 수크로오즈 코코에이트계 계면활성제(겔화제), 소르비탄 세스퀴올레이트, 실리콘 오일, 초산 토코페롤 및 방부제가 함유된 유상부를 준비한 다음, 여기에 상기 준비된 W/O 겔 페이스트 넣고 80℃까지 가온하여 용해 혼합시킴으로써, 다음 단계의 2차 유화를 위한 유상부를 준비한다.

이때, 상기 지방산, 세탄올 및 글리세릴 트리옥타노에이트는 라멜라 액정 구조에 따른 리포좀의 내ㆍ외상을 강화시키기 위하여 사용하며, 실리콘 오일은 사용감 개선 및 유화 형성에 방해가 되는 기포 발생을 억제하기 위해 사용한다. 그리고, 지방산은 스테아린산, 미리스틴산, 팔미트산 등을 사용할 수 있다.

3) 별도의 용해조에 정제수, 글리세린, EDTA, 폴리글리세릴메타크릴레이트 및 중화제를 80℃까지 가온, 혼합시켜 수상부를 준비한다.

이때, 글리세린은 다음의 2차 유화시 대규모의 라멜라 액정 구조에 관여함과 동시에 피부 적용시 피부에 보습성을 부여해 주며, EDTA는 처방 내의 유리 이온들을 잡아주는 킬레이팅 물질(chealating agent)로 작용한다. 또한, 폴리글리세릴메타크릴레이트는 다중 에멀젼의 내상을 강화시켜주는 역할을 한다.

4) 상기 준비된 유상부(W/O 겔 페이스트 함유)와 수상부를 호모 믹서를 이용하여 혼합 및 2차 유화시킨 다음 냉각시키는 단계를 수행한다.

상기 2차 유화는 70 ∼ 80 ℃에서 3,000 ∼ 4,000 rpm으로 3분간 실시하며, 냉각은 30 ∼ 35 ℃가 바람직하다. 이때, 대규모의 라멜라 구조가 형성되며, 소수성/친수성 결합과 수소결합 같은 이온성 결합에 따른 자연스런 전상이 일어난다. 또한, 필요에 따라 전상이 일어나기 전에 유효성분 등을 첨가하여 전상이 일어남과 동시에 유효성분 등이 포접되도록 할 수 있다.

5) 상기 혼합물에 점증제 및 중화제를 첨가하고 호모 믹서를 이용하여 분산시킨 다음 냉각, 탈포시키는 단계를 수행한다.

여기서, 점증제는 수상부에 존재하여 제품에 적당한 점도를 주고, 최종 형성되는 W/O/G 네트웍을 안정화 및 강화시키기 위해 사용하는데, 본 발명에서는 강한 이온성을 띤 카르복시비닐폴리머가 바람직하다. 또한, 중화제는 제품의 pH 조절을 위하여 점증제 첨가 후에 넣는 것으로, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 아르기닌 등이 바람직하다. 중화제를 첨가한 다음에는 호모 믹서를 이용하여 3,000 ∼ 3,500 rpm으로 2분간 분산시키고, 최종적으로 패들 믹서(paddle mixer)를 이용하여 28℃까지 냉각시킴과 동시에 탈포를 실시하여 안정화된 W/O/G 네트웍을 완성한다.

이러한 유화 조성물은 W/O 겔 페이스트 상태에서부터 대규모의 라멜라 상태를 거쳐 최종적으로 W/O/G 네트웍 유화 상태를 실현시킴으로써, 다중 리포좀에 의한 화장료 내부의 수분 이탈을 최대한 억제시켜 지속적인 보습성을 부여해줄 뿐만 아니라, 피부 지질막과 같은 구조와 유사하여 피부에 도포시 피부 친화력이 매우 우수하며, 물리화학적/환경적 스트레스에 의한 자극을 현저히 감소시킬 수 있다. 또한, 입자 구성이 여러 겹이므로 각각의 상(phase)에 적절한 유효성분들을 포접시켜 유효성분의 안정화를 실현시킬 수 있을 뿐만 아니라, 안정화된 유효성분을 피부에 적용시 원하는 세포부위까지 안정화된 상태로 전달시킬 수 있는 약물 전달 체계(drug delivery system)의 매개체로 이용 가능하다 하겠다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

다음 표 1에 나타낸 조성에 따라 제조하였으며, 그 제조방법은 다음과 같다.

B상에 A상을 첨가하여 호모 믹서(3,500 rpm)로 1차 유화시켜 W/O 겔 페이스트를 만들었다. 별도의 용해조에서 유상부(C상)과 수상부(D상)을 각각 80℃까지 가온 용해시킨다음 유상부(C상)에 미리 준비된 W/O겔 페이스트를 넣고 가온시킨다. 그런 다음, 준비된 수상부(D상)와 W/O 겔 페이스트가 함유된 유상부(A, B, C 상)를 혼합하여 호모 믹서(3,500rpm)로 3분간 2차 유화시킨 후 35℃까지 냉각시킨다. 그리고 나서, 방부제(E상)와 유효성분(F상)을 첨가하고 패들 믹서를 이용하여 분산, 포접시키고, 점증제 및 중화제(G상)를 첨가하여 호모 믹서(3,200rpm)로 2분간 분산시켰다. 분산이 끝나면 28℃까지 냉각시키면서 탈포를 실시하여 W/O/G 네트웍 구조를 갖는 화장료를 제조하였다.

실시예 2, 3

상기의 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며, 그 조성은 다음 표 1에 나타내었다.

비교예 1 : W/O 형태의 에멀젼

W/O 형태의 화장료를 제조하기 위해 수상부와 유상부로 구분한 후 각각을 혼합하여 호모 믹서를 이용하여 제조하였으며, 그 조성비는 다음 표 2에 나타내었다. 제조방법은, 먼저 유상부(A 상)와 수상부(B 상)를 각각 70℃까지 가온한 후 각각을 충분히 분산시켜 수상부를 유상부에 서서히 첨가하면서 혼합시켰다. 그리고 나서, 35℃까지 냉각될 때까지 호모 믹서를 이용하여 3,500rpm으로 20 분간 분산시킨 다음 35℃에서 유효성분 및 향을 첨가하였다. 그런 다음, 다시 호모 믹서를 이용하여 3,500rpm으로 10 분간 혼합하면서 28℃까지 냉각시킨 후 탈포시켜서 W/O 형태의 화장료를 제조하였다.

비교예 2 : O/W 형태의 겔 에멀젼

O/W 형태의 겔 에멀젼을 제조하기 위해 수상부와 유상부로 구분하여 호모 믹서를 이용하여 유화 제조하였으며, 그 조성비는 다음 표 3에 나타내었다. 제조방법은 먼저, 유상부(A 상)와 수상부(B 상)를 각각 80℃까지 가온한 후, 유상부를 수상부에 첨가한 다음 이를 호모 믹서를 사용하여 3,000rpm으로 8분간 분산시킨 다음 50℃까지 냉각시켰다. 50℃에서 유효성분 및 향을 첨가하고 28℃까지 냉각시킨 다음 탈포시켜서 O/W 형태의 화장료를 제조하였다.

시험예

1)안정도

실험예 1 ∼ 3 및 비교예 1, 2의 조성으로 제조된 각각의 화장료를 50℃, 40℃, 5℃, 25℃ 각각의 온도에서 경시 후의 분리상태나 이취 및 성상변화 상태를 육안으로 관찰하여 평가하였다. 이때, 관찰은 50℃에서 1개월, 40℃, 25℃, 5℃에서는 각각 3개월의 기간 동안 관찰하여 그 결과(의견)를 다음 표 4에 나타내었다.

2) 사용감, 보습성, 지속성

상기 실시예 1 ∼ 3에 따라 제조된 화장료 중에서 30대 중반 여성 5명을 대상으로 가장 우수한 것(실시예 3)을 1차적으로 선별한 다음, 비교예 1, 2에 따라 제조된 화장료와 함께 4주간 연속적으로 사용하게 하였다. 이때, 실험 대상은 총 30명의 30대 초반에서 중반의 여성으로 하였으며, 검맹 시험(blind test)하여 그 결과(의견)를 다음 표 4에 나타내었다.

상기 표 4를 보면 알 수 있듯이, W/O 제형의 화장료(비교예 1)의 경우는 보습성 및 지속성은 매우 우수함을 알 수 있었으나 사용시 번들거리며 무겁다는 단점 때문에 대부분의 여성들이 선호하지 않았다. 그와는 반대로, O/W 제형의 화장료(비교예 2)는 사용시 가볍고 부드럽게 발라져서 사용하기는 좋으나 보습성과 지속성의 면에서 다소 떨어져 자주 발라 주어야 한다는 불편함을 호소하였다. 한편, W/O/G 겔 네트웍으로 구성된 화장료(실시예 3)의 경우는 사용감, 보습성, 지속성 등의 모든 면에서 만족감을 느끼게 하여, 다른 두 제형의 화장료의 단점을 극복하고 각각의 장점만을 살린 제품으로서 그 효과가 매우 뛰어남을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 W/O/G 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물은 W/O 제형과 겔 유화 형태의 제형을 최적의 조건으로 접목시킴으로써, 인지질 이중층으로 구성된 피부 세포막과 유사한 구조의 입자 배열을 실현시켜 구조적으로 피부 친화적인 제형을 확립하여, 도포시 피부자극이 감소될 뿐 아니라 사용감이 우수하며, 여러 층의 대규모 라멜라 액정 구조에 의해 내상에 존재하는 수분 및 유효성분이 외부로 방출되는 것을 억제하여 보습 및 사용효과의 지속성을 증가시킨, 매우 안정화된 다중 리포좀 형태의 화장료 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

다중 리포좀 구조로 이루어진 화장료 조성물에 있어서,

W/O(water in oil) 겔 페이스트가 다층의 라멜라(lamella) 액정겔로 둘러쌓인 형태의 리포좀을 형성하고 있으며, 이러한 리포좀이 수상 내부에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 W/O/G 네트웍(water in oil in gel network) 구조를 갖는 화장료 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물에는 수첨된 캐스터 오일 0.3 ∼ 1.0중량%, 폴리글리세릴 이소스테아레이트 0.5 ∼ 1.0중량%, 미네랄 오일 2.0 ∼ 4.0중량%, 황산아연 0.01 ∼ 0.1중량%, 스테아린산 0.3 ∼ 1.0중량%, 세탄올 1.0 ∼ 4.0중량%, 글리세릴 트리옥타노에이트 1.0 ∼ 4.0중량%, 수크로오즈 코코에이트 1.0 ∼ 5.0중량%, 소르비탄 세스퀴올레이트 0.5 ∼ 2.0중량%, 실리콘 오일 0.2 ∼ 2.0중량%, 글리세린 3.0 ∼ 8.0중량%, EDTA 0.01 ∼ 0.1중량%, 폴리글리세릴메타크릴레이트 1.0 ∼ 5.0중량%, 점증제 0.1 ∼ 5.0중량%, 중화제 0.1 ∼ 5.0중량%, 화장유효성분 0.1 ∼ 5.0중량%, 방부제 0.2 ∼ 1.0 중량% 및 정제수 51.8 ∼ 88.38중량%가 함유된 것임을 특징으로 하는 W/O/G 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물.
다중 리포좀 구조로 이루어진 화장료 조성물을 제조하는 방법에 있어서,

1) 정제수와 전해물질을 에스테르계 비이온성 계면활성제, 폴리글리세릴 이소스테아레이트 및 비극성 오일과 혼합하여 1차 유화시켜 W/O 겔 페이스트를 얻는 단계,

2) 상기 준비된 W/O 겔 페이트트를 지방산, 세탄올, 글리세릴 트리옥타노에이트, 수크로오즈 코코에이트계 계면활성제, 소르비탄 세스퀴올레이트 및 실리콘 오일과 혼합하여 유상부를 구성하는 단계,

3) 별도의 용해조에 정제수, 글리세린, EDTA 및 폴리글리세릴메타크릴레이트를 혼합하여 수상부를 구성하는 단계,

4) 상기 준비된 유상부와 수상부를 호모 믹서를 이용하여 혼합 및 2차 유화시킨 다음 냉각시키는 단계,

5) 상기 혼합물에 점증제 및 중화제를 첨가하고 호모 믹서를 이용하여 분산시킨 다음 냉각, 탈포시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 W/O/G 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 4)와 5) 단계 사이에, 화장유효성분, 향 및 방부제 중에서 선택된 1종 이상을 첨가하여 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 W/O/G 네트웍 구조를 갖는 화장료 조성물의 제조방법.