KR100441766B1 - 고형 화장비누 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마(D.batatas Decne), 산약(Dioscoreae Rhizoma) 및 베타인계 계면활성제를 함유한 고형 화장비누 조성물에 관한 것이다.

더욱 자세하게는 본 발명은 통상의 지방산계 화장비누 소지에 마 분말 및 베타인계 계면활성제를 함유하여 피부 보습력이 우수하고 모발에 영양공급과 두피에 건강을 주는 세안, 세발에 효과적인 고형 화장비누 조성물에 관한 것이다.

Description

고형 화장비누 조성물{Solid soap composition}

본 발명은 피부 자극성이 감소되고 세발시에도 사용 가능한 화장비누 조성물에 관한 것이다. 자세하게는 지방산계 비누에 보습력 및 모발 영양공급과 두피 보호 기능이 우수한 마, 참마, 산약등과 금속비누때(soap scum)분산 능력을 가진 저자극성인 베타인계 계면활성제를 함유한 고형 화장비누 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 화장비누란 우지, 야자유(팜유) 등의 천연유지를 가수분해한 지방산을 가성소다 등으로 중화한, 적당한 수분을 함유하는 비누소지에 향료,색소 및 기타 첨가제를 적당량 첨가하여 압출기를 통하여 3 내지 5회 압출하여 바(bar)형태로 만든 다음 적당한 크기로 절단하여 형타, 포장의 공정을 거친 후 제조한다.

이렇게 제조된 일반 지방산계 화장비누는 과도한 피지 등의 피부 노폐물 및 피부에 부착된 오염물을 쉽게 제거하고 깨끗한 사용감으로 가장 일반적으로 사용되는 세정제이나, 생활수준의 향상으로 비누란 단순히 오염물을 제거하는 효능뿐만 아니라 피부에 영향을 공급하거나 특정 세균에 대한 예방 및 치료효과 까지도 기대하게 되었다.

화장비누에 대한 이러한 소비자의 욕구에 부응하기 위하여 제조공정 중 쑥,알로에,살구 혹은 여러가지 한약제를 유효성분으로 첨가하거나 합성 항균물질을 함유하여 치료효과 등을 부여하는 것이 최근의 화장비누 개발추세이다. 뿐만 아니라 성인 남자의 약 20%정도가 비누로 세발을 하고 있다는 통계상에도 나타나듯이 세발까지도 가능한 화장비누를 요구하는 추세이다.

그러나 화장비누로 세발하는 경우에는 지방산계 화장비누가 갖는 근본적인 문제점 즉, 과도한 피지제거와 알카리에 의한 피부자극 등의 문제점이 두피 및 모발에도 그대로 적용되고 또한 고형이라는 형태상의 제약 때문에 필요한 영양성분을 충분히 첨가하지 못하는 단점이 있다. 또 다른 문제점은 비누는 물속에서 해리하여 물속의 금속이온과 반응하여 불용성의 금속비누를 만들며 이 금속비누가 머리결에 부착되어 머리카락이 뻣뻣하게 된다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 완화하고 세안,세발 겸용으로 사용하고자 연구하여 통상의 화장비누 소지에 산약,마 등과 베타인계 계면활성제를 동시에 첨가하여 세안뿐만 아니라 세발시에도 두피 및 모발에 윤기와 부드러움을 충분히 줄 수 있는 새로운 화장비누를 개발하게되었다.

샴푸는 피부나 얼굴부위 보다는 모발의 세정만을 담당하여 피부와는 다른 모발의 케라틴 조직을 보호하는 역할을 한다. 일반적인 샴푸는 세정제, 점증제, 향료, 색소등을 혼합한 것이며 컨디셔닝 샴푸라고 분류되는 것은 여기에 모발을 보호하고 윤기를 부여하는 기능을 첨가한 것이다.

그러나 비누는 근본적으로 피부나 모발에 자연스럽게 존재해야 하는 피지성분과 천연 보습 인자들 까지도 과도하게 제거하는 경향이 있어 비누로 세안 또는세발을 하는 경우는 피부가 건조해지고 모발이 거칠어 지는 단점이 있어서 이를 방지 혹은 감소시켜주는 성분을 함유해야 한다. 더구나 전술한 바와 같이 비누는 물속의 금속 2가 이온과 결합하여 금속비누를 만들고 이것이 모발에 남아서 자극과 동시에 뻣뻣한 사용감을 느끼게 하는 요인으로 작용하게 된다.

통상적으로 삼푸에 사용하는 모발보호제는 오일성분과 실리콘 유도체 및 천연 보습인자 들이 있으나 이들 성분을 고형 비누와 혼합하여 사용할 때 기본적으로 모발보호기능을 기대할 수 있지만 실질적인 효과를 느낄 수 있을 정도의 양을 사용할때는 비누의 제조공정중 압출 및 성형과정에서 비효율적인 문제점 즉, 비누가 너무물러 압출공정 시에는 압출이 용이하지 않으며 형타시에는 비누가 깨끗하게 형타 되지 않는 단점이 있어 과량으로 사용할 수 없다.

최근에 미합중국특허 제4,704,224호 및 제4,946,618호 그리고 제5,021,183호에는 사급화된 구아검을 사용하여 피부에 유연성을 부여하고 특히 압출공정에서도 전혀 문제점이 없다는 내용을 발표하고 있으며, 미합중국특허 제4,828,752호 및 제4,969,925호에는 합성 수용성 폴리머를 사용하여 공정중 압출성과 거품의 양과 질감을 높일 수 있다는 내용을 발표하였으나 구아검이 모발에 흡착하여 컨디셔닝 효과를 주기 위해서는 적어도 5중량%이상 사용해야 하고 가격도 비싸서 비경제적이며 또한 수용성 폴리머들은 피부 유연효과나 모발 컨디셔닝 효과가 적어서 세안과 세발에 동시에 사용하기는 부적당한 문제점이 있었다.

모발은 구조적으로 음전하를 띄고 있기 때문에 양이온 폴리머들은 모발에 효과적으로 흡착하고 유연성을 부여하고 큐티클층(cuticle)에서 침투력이 강하여 머리끝이 갈라지는 것을 방지하고 윤기와 부드러움을 주기 때문에 양이온 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 구조적 특성상 액상의 유연제 보다는 고형상의 유연제가 공정상 유리하고 실질적인 효과면에서도 효율적이다. 그러나 실질적인 효과를 보려면 건조중량으로 5%이상 사용하여야 하며 이때 포함된 과량의 수분으로 인해 혼합단계에서 혼합이 어렵고 압출이 용이하지 않으며 비누의 조직을 무르게 하여 용기에 담아 장기간 사용할시에 용기에 달라 붙는 단점이 있다.

또한 고형 화장비누는 약 알카리성을 가지므로 약알카리에서도 안정한 계면활성제를 사용하여야 하고 전술한 바와 같이 비누로 세발할 때 뻣뻣함의 근본 원인인 금속비누때를 제거할 수 있어야 한다.

또한 비누에 사용시 사용 후 피부가 지나치게 건조하거나 미끈거리지 않아야 하며 공정상태, 물성, 자극성 등도 고려하여야 할 사항이다. 모발은 빈번한 세정, 지나친 손질, 염색, 탈색, 드라이에 의한 건조 등의 외적 요인과 기타의 내적 요인으로 인하여 손상 및 약화되어 점차 가늘어 지고 약해진다. 특히 세발을 지나치게 하면 지나친 탈지로 인한 모발과 두피의 손상 등의 부작용을 낳을 수 있다. 따라서 본 발명에서는 금속비누때를 효과적으로 제거할 수 있는 기능이 있고 공정상이나 경제적인 측면에서도 유리하고 자극이 적은 계면활성제를 찾던 중 베타인계 계면활성제가 효과적임을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 사용된 또 다른 원료인 마는 보습력이 우수하고 모발과 두피에영양을 공급하고 두피의 긴장완화에 효과적이며 베타인계 계면활성제, 비누성분으로서 음이온성 계면활성제와 동시에 사용하면 적은 양을 사용해도 상승작용으로 인해 특히 모발에 우수한 컨디셔닝 효과를 주는 물질임을 알게 되어 본 발명에 사용하였다.

따라서 본 발명은 자극이 적고, 금속비누때의 분산 능력이 뛰어난 합성 계면활성제와 천연원료에 의한 모발미용과 두피 건강을 도모하는 세안, 세발 겸용에 효과적인 고형 화장비누를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 지방산 비누에 생약성분인 마(산약)와 베타인계 계면활성제를 함유함을 특징으로 하는 고형 화장비누 조성물을 제공한다.

본 발명에 사용된 마(산약)에는 전분(starch), 점액성물질 (mucilage: manan과 phytin산등), 아밀라제, 알기닌, 콜린, 바타타신, 스테로이드, 사포닌, 아미노산, 단백질, 글리코플로테인, 도파민, 비타민C 등이 함유되어 있으며 특히 타 약용식물에 비해 월등히 많은 점액성 물질을 함유하고 있고, 이 점액성 물질이 보습효과와 모발에 영양 및 두피 건강에 효과적인 물질로 알려져 있다.

본 발명에 사용되는 마는 줄기나 잎은 사용하지 않고 한방에서 쓰이는 뿌리(구경)을 이용하여 다음 과정을 거쳐 준비한다. 우선 2년근 마의 뿌리를 금속제가 아닌 대나무 칼로 껍질을 벗기고 그늘에서 완전히 건조 시킨 후 분말로 빻아서 200메쉬(mesh)를 통과한 분말을 사용한다.

이하에서는 상기 마의 효능 즉 피부 보습력 및 모발 보습력을 알아보기 위하여 실험을 수행하였다. 본 발명의 실제 사용시에는 마 성분을 분말형태(순분100%)로 사용하나 하기의 실험예에서는 원료의 효능 실험을 위하여 30% 수용액을 사용하였다.

<실험예 1> 피부 보습력 실험

상기 방법대로 제조된 시료와 글리세린, 프로필렌글리콜, 히야루론산, 요소 등의 보습제를 생돈피(처리된 돼지의 생가죽)를 이용하여 아래의 방법대로 5회씩 행하여 평균한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

* 실험 방법

비계를 제거한 생돈피를 3.5cmX10cm크기로 준비하고 순수와 시료 및 각각의 보습제를 1ml씩 돈피 1장당 4군데에 지름1cm의 원내에 도포하고 도포전, 후의 보습력을 25℃, 상대습도 70%의 항온항습기에 넣어 2, 4, 6, 8시간 이후의 보습력을 보습력 측정기(코르네오미터(Corneometer), 독일 쿠어리지-카자카(Courage-Khazaka)사 제품)로 측정하였다.

본 실험에서 시료 각각의 농도는 30.0%로 하였고 도포전 생돈피의 측정치는 100으로 하였다.

	순수	시료	글리세린	프로필렌글리콜	히야루론산	요소
2시간 후	95	160	190	150	180	130
4시간 후	80	155	140	100	160	120
6시간 후	75	140	110	90	130	90
8시간 후	75	110	90	80	100	80

위의 결과로 마 추출물의 보습력은 통상의 보습제로 사용되고 있는 히야루론산에 손색 없는 보습력을 가지며 특히 지속력이 우수함이 확인되었다.

<실험예 2> 모발 보습력 실험

하기 방법대로 준비된 시료와 글리세린, 프로필렌글리콜, 히야루론산, 요소 등의 보습제를 사람의 모발을 이용하여 아래의 방법대로 5회 실험한 결과의 평균치를 하기 표 2에 나내었다.

* 실험방법

60메쉬(mesh)포를 가로 10cm ,세로10cm의 자루로 만들고 그 안에 사람의 모발 10g을 0.1mg까지 정확히 칭량하여 2cm의 크기로 잘라서 넣고 실로 봉하여 각각의 보습제 용액에 1분간 침적 시킨 후 마른 수건으로 동일한 힘을 가하여 물기를 제거하고 40℃, 상대습도50%로 조정된 항온항습기에 넣은 후 2, 4, 6시간후의 무게를 칭량하였다.

	순수	시료	글리세린	프로필렌글리콜	히야루론산	요소
2시간후	9.350	10.363	10.305	10.211	10.400	10.220
4시간후	9.300	10.110	9.622	9.702	9.854	9.650
6시간후	9.225	9.883	9.450	9.620	9.667	9.500

위의 결과로 마 추출물의 모발 보습력이 우수함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 마 분말의 유용한 사용량은 0.1 내지 6중량%이나 바람직하게는 3 내지 6중량%이다. 만일 3중량%미만으로 사용시는 그 효과가 미미하며 6중량%를 초과하여 사용시는 비누의 바(bar)형성시에 으깨지는 현상이 일어나며 현저한 기포력 감소를 초래한다.

또한 본 발명에서는 금속비누 때를 효과적으로 제거하는 것이 필수적이며 아울러 비누가 갖지 못한 사용감, 즉 세안, 세발후의 부드러운 촉감을 줄 수 있는 비교적 저자극성의 하기 화학식 1로 표시되는 베타인계 계면활성제를 사용하였다.

상기식에서 R₁은 C₁₀내지 C₁₂의 알킬 혹은 알킬 혼합물이고,

R₂,R₄은 메틸렌,에틸렌 혹은 프로필렌이며,

R₃는 수소, 메틸 혹은 에틸라디칼임.

본 발명에서 사용한 상기 화학식 1의 베타인계 계면활성제는 4급 암모늄 양이온기와 말단에 카르복실 음이온기를 동시에 갖고 있는 양쪽성 계면활성제로 광범위한 pH영역에서 안정하며 다른 계면활성제와의 상용성이 높으며 수용액 중에서 비누가 금속 2가 이온과 결합하여 생기는 금속비누때를 효과적으로 분산시켜 제거하는 능력이 뛰어나기 때문에 비누와 함께 광범위하게 사용되어지고 있다.

또한 베타인계 계면활성제는 알카리에 의한 피부자극을 완화시키고 비누와 혼용하여 사용하면 거품을 풍성하게 하는 상승효과가 있으며 특유의 매끄러운 사용감으로 인해 피부뿐만 아니라 두발의 세정시에도 우수한 세정력과 사용감을 부여한다. 그러나 과량으로 사용하면 비누조직을 무르게 하여 제조시 문제가 발생하거나 사용시 비누곽에 달라붙는 단점이 있다.

본 발명에 따른 베타인계 게면활성제의 순분(순수한 혼합물내 함유량)함유는1 내지 50%이나, 바람직하게는 20 내지 40%이고, 사용량은 0.1 내지 12 중량%이나 바람직하게는 4 내지 12중량%이다. 만일 4중량%미만 사용시는 그 효과가 미미하고, 12중량%를 초과하여 사용시에는 전술한 바와 같이 비누를 무르게 하며 압출, 성형이 되지않는 문제점이 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 상기 베타인계 계면활성제는 시판되는 어떤 제품이라도 사용 가능하다.

본 발명에서는 이 밖에도 킬레이팅제로서 EDTA-4Na 등을 사용할 수 있다. 원래 물속의 금속이온을 효과적으로 봉쇄하려면 이러한 킬레이팅제를 과량으로 사용하여야 하나, 이 경우 비누가 갈라지는 문제점이 발생할 수도 있으며, 본 발명에서는 통상적인 양 만을 사용하여도 베타인계 계면활성제로 충분히 보완할 수 있다.

기타 향료, 색소 및 기타 첨가제 등은 통상의 화장비누 제조방법대로 사용할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 지방산 비누는 통상 알려진 우지, 야자(팜)유, 팜핵유 등의 혼합지방산을 사용하거나 C₈내지 C₂₀사이의 단일 지방산을 단독 혹은 혼합하여 가성소다로 중화하여 사용할 수 있으며, 유용한 사용량은 마 분말, 계면활성제 및 기타 첨가제의 함량에 따라 결정되어 진다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 예시한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니될 것이다.

<실시예1>

우지지방산 혹은 팜지방산 70중량%와 야자 혹은 팜핵유 지방산 30중량%을 혼합한 지방산에 통상의 화장비누 제조방법에 따라 가성소다와 반응시켜 수분 25내지 30%의 순비누(neat soap)를 만든 후, 건조하여 수분 10내지 12%의 비누소지(soap chip)를 제조하여 본 발명에 사용하였다. 이 비누소지에 마 분말 1.0% 및 베타인계 계면활성제(순분 함량 30%) 2.0%을 넣어 잘 배합한 후 여기에 기타의 첨가제를 배합하여 통상의 화장비누 제조 방법에 따라 시험품을 제조하였다. 또한 시험품과의 품질비교를 위하여 위의 방법대로 제조한 비누소지에 기타의 첨가제만을 배합하여 표준품으로 하였다.

<실시예 2 내지 7 및 비교예 1 내지 4>

실시예2 내지 7 및 비교예 1 내지 4는 아래 표 3과 같은 배합비를 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.

	실시예	비교예	표준품
	1	2		3	4	5	6	7	1	2	3	4
소프 칩	95.3	91.3	90.3	88.3	86.3	83.3	80.3	90.3	93.3	83.3	78.3	98.3
마분말	1.0	3.0	3.0	4.0	4.0	5.0	6.0	-	5.0	1.0	6.0	-
CAB30	2.0	4.0	5.0	6.0	8.0	10.0	12.0	8.0	-	14.0	14.0	-
TiO2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
기타	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5

상기 베타인계 계면활성제로 사용되는 씨에이비 30(CAB30; Cocamidopropylbetain 30)은 지방산계 화장비누 소지로서 통상적으로 사용되는 물질이며, 상기 이산화티탄(TiO₂)은 안료로서 비누의 색상조절을 위하여 사용되었다.

상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4와 표준품을 다음과 같은 방법으로 시험하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.

①혼합공정 : 각각의 원료 배합시에 기계가 받는 부하와 내용물이 균일하게혼합되는지의 여부 검사(양호:○, 보통:△, 불량:×)

②압출공정 : 5단 압출기에서의 혼합물이 이송될 때의 상태와 압출상태 특히 최종 압출기에서 바(bar)형성시의 상태(양호:○, 보통:△, 불량:×)

③형타공정 : 바(bar)상태에서 금형으로 형타시 형타되는 상태(양호:○, 보통:△, 불량:×)

④이형공정 : 형타 후 비누가 금형에서 떨어지는 상태 특히 비누찌꺼기의 발생정도 및 제거되는 정도(양호:○, 보통:△, 불량:×)

⑤보습력 : 인체피부 표피의 수분을 수분측정기(기기명:Corneometer CM820)로 25℃, 상대습도 40%의 조건에서 측정하였다. 사람 피부의 표피 수분은 개인마다 조금씩의 차이는 있으나 30명의 품평자를 대상으로 행한 결과 비누로 세정하기 전에는 평균 65의 수치를 나타내었다.

⑥피부자극도 : 피부자극 정도는 패취 테스트(Patch Test)를 행하여 평균한 결과이며 수치가 높을수록 피부자극 정도가 심함을 의미하며 다음과 같은 방법으로 시험하였다. 각각의 시험품을 0.1%수용액으로 만든 다음 힐탑 챔버(Hilltop Chamber)에 0.1㎕를 부가한 후 30명의 품평자들의 팔 안쪽에 부착하고 24시간 경과한 후 떼어낸 다음 피부를 흐르는 물에 깨끗이 씻은 후 피부자극 정도를 하기 표 4와 같은 기준에 의거하여 판단하였다.

*평균 피부자극 범위

= ∑(평가기준수치X 해당평가수치인원수)(총피검자X최고평가기준수치)X100

	자극정도	평가기준수치
+++	매우 심하다	2
++	심하다	1.5
+	보통이다	1.0
+-	약하다	0.5
0	거의 없다	0

⑦두발 및 피부 유연력 : 30명의 품평자들이 따뜻한 수도물에서 이상적인 방법으로 세안을 하고 동시에 두발에 4, 5회 문질러서 세발한 후, 비누거품을 헹군 후 30분 후에 피부와 두발의 매끄러운 정도를 하기 표 5와 같은 기준에 의하여 평가하여 평균치를 비교하였다.

평균치 = ∑(평가수치X해당평가수치의인원수)/30

	평가내용	평가수치
++	표준품에 비하여 매우 매끄럽다	5
+	표준품에 비하여 비교적 매끄럽다	4
O	표준품과 비슷하다	3
-	표준품에 비하여 다소 거칠다	2
--	표준품에 비하여 매우 거칠다	1

	실시예	비교예	표준품
	1	2		3	4	5	6	7	1	2	3	4
혼합	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○	○
압출	○	○	○	○	○	○	△	○	○	○	△	○
형타	○	○	○	○	△	△	△	○	○	△	△	○
이형	○	○	○	○	△	△	×	○	○	×	×	○
보습력	68	73	73	75	78	80	81	68	70	75	73	62
자극성	29.6	28.0	27.4	24.0	23.5	23.5	22.0	24.5	22.0	22.2	23.5	31.7
유연력	3.2	3.5	3.9	4.1	4.2	4.2	4.4	3.5	3.8	4.0	4.0	3.0

상기 표 6에서 보는 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 고형 화장비누 조성물은 비교예에 비하여 공정성이 좋으며, 보습력과 피부 및 두발 유연력이 뛰어나고 피부 자극도가 낮은 것을 알 수 있었다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 공정성이 좋으며, 보습력과 피부 및 두발 유연력이 뛰어나고 피부 자극도가 낮아 세안과 세발에 동시에 사용할 수 있는 고형 화장비누 조성물을 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 지방산계 비누소지에 마 분말 및 하기 화학식으로 표시되는 베타인계 계면활성제를 함유함을 특징으로 하는 고형 화장비누 조성물.

   화학식 1

   상기식에서 R₁은 C₁₀내지 C₁₂의 알킬 혹은 알킬 혼합물이고,

   R₂,R₄은 메틸렌, 에틸렌 혹은 프로필렌이며,

   R₃는 수소,메틸 혹은 에틸라디칼임.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 지방산계 비누소지는 우지, 팜, 팜핵지방산 혹은 C₈내지 C₂₀의 단일 지방산을 단독 혹은 혼합한 것에 가성소다 혹은 가성카리로 중화시킨것을 특징으로 하는 상기 고형 화장비누 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 마 분말은 조성물중 0.1 내지 6 중량%인 것을 특징으로 하는 상기 고형 화장비누 조성물.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 베타인계 계면활성제의 순분함량은 1 내지 50%이고, 조성물중 0.1 내지 12 중량%인 것을 특징으로 하는 상기 고형 화장비누 조성물.