KR100684367B1 - 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 화장료조성물 - Google Patents

자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 화장료조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 자외선차단용 화장료 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 화장료 조성물은 기존의 화학적 자외선차단제 및 물리적 자외선차단제를 함유하는 화장료 조성물에 비하여 자외선차단 효과가 매우 우수할 뿐만 아니라, 백화현상이 적고 사용감이 우수하며, 피부자극이 적어 안전하다. 또한 본 발명은 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 및 다른 자외선차단제를 함께 함유하는 자외선차단용 화장료 조성물에 관한 것으로, 이러한 화장료 조성물은 자외선차단제의 상호 작용으로 향상효과가 발생하여 우수한 자외선차단 능력을 발휘할 수 있다.
자외선차단, 폴리실세스퀴옥산, 유기-무기 하이브리드, 향상효과, 백화현상

Description

자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 화장료 조성물{Cosmetic composition containing UV-screening polysilsesquioxane sphere}
도 1은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 자외선차단지수(Sun Protection Factor)를 자외선차단지수 측정기(SPF 290S Analyzer, The Optometric Group, 미국)로 측정한 결과이다.
도 2는 본 발명에 따른 화장료 조성물 및 물리적 자외선차단제인 이산화티탄(TiO2 3328, Whittaker, Clark & Daniels, Inc., 미국)을 함유한 화장료 조성물의 백화현상 여부를 비교 평가한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 화장료 조성물 및 화학적 유기 자외선차단제인 옥틸메톡시신나메이트(Uvinul™ MC 80, BASF, 독일)를 함유한 화장료 조성물의 농도에 따른 자외선차단능력 향상효과(시너지 효과)를 비교 평가한 실험의 결과이다.
본 발명은 자외선차단용 화장료 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 태양광에 포함된 자외선은 피부에 과도하게 조사되는 경우 홍반 형성이나 피부세포 내의 멜라닌색소 생성을 촉진시켜 기미나 잡티 발생의 원인이 되기도 하며 표피에 분비되는 피지와 반응하여 과산화지질을 생성함으로써 피부트러블을 발생시키기도 할 뿐만 아니라, 심할 경우 피부암 발생의 원인이 되기도 한다. 자외선은 그 파장에 따라 UV-A(320~400㎚), UV-B(280~320㎚), UV-C(200~280㎚)로 나뉘며, 짧은 파장인 UV-C로 갈수록 에너지가 크지만 짧은 파장의 자외선은 대기 중에서 대부분 흡수되므로 인체에 직접적인 영향을 주는 자외선은 UV-A와 UV-B로 알려져 있다.
이러한 자외선에 의한 피부손상 방지를 목적으로 사용되고 있는 자외선차단제는 크게 화학적 자외선차단제와 물리적 자외선차단제로 분류되고 있다. 자외선의 화학적 흡수를 메커니즘으로 하는 화학적 자외선차단제는 신남산계, 살리실산계, 벤조페논계 등의 유기차단제가 잘 알려져 있으며, 자외선의 물리적 산란 및 차폐를 메커니즘으로 하는 물리적 자외선차단제는 이산화티탄, 산화아연 등과 같은 무기차단제가 잘 알려져 있다.
화학적 자외선차단제의 경우, 자외선차단 효과가 뛰어난 장점이 있으나 적용되는 파장범위가 좁고, 화장료 조성물에 사용함에 있어 끈적이고 번들거려 사용감이 나쁘며 분자형태로 피부에 흡수될 수 있어 피부자극을 유발하는 단점이 있다. 물리적 자외선차단제의 경우, 피부자극은 화학적 자외선차단제에 비해 상대적으로 낮지만 무거운 사용감과 백화현상을 유발하는 단점이 있다.
상기 화학적 자외선차단제와 물리적 자외선차단제의 단점을 보완하고자 자외선차단제에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 첫 번째로, 화학적 자외선차단제와 물리적 자외선차단제를 적절한 비율로 혼합한 형태로, 현재 자외선차단용 제품에 대부분 적용되고 있는 방법이지만 전술한 근본적인 단점은 존재한다. 두 번째로, 무기물이나 고분자 입자 표면에 무기차단제인 이산화티탄을 흡착시키거나 입자 내부에 유기차단제를 함유하는 형태로서, 피부안전도 측면에서는 보완을 하였으나 제조과정이 복잡하고 자외선차단 효율이 높지 않다는 단점이 있다. 세 번째로, 이산화티탄이나 산화아연과 같은 무기물을 초미립자로 제조하여 기존 무기차단제의 단점을 보완하고 고효율의 차단효과를 갖는 형태이다. 하지만, 백화현상을 완전히 감소시킬 수 없으며 입자 크기가 작아질수록 사용감이 나빠지는 단점을 갖고 있다.
최근에 화학적 유기차단제와 물리적 무기차단제의 단점을 보완하기 위하여 유기-무기 하이브리드 타입의 혼성복합체에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 폴리메틸실세스퀴옥산은 유기-무기 혼성복합체로서 메이크업 화장료 조성물의 사용감 개선 성분, 즉 윤활성 및 신장성의 개선을 위하여 사용되어 왔다(일본 공개특허공보 제54-72300호 및 제60-13813호). 폴리실세스퀴옥산은 무기 실리콘 입자임에도 다양한 유기물의 화학적 도입이 가능한 구조적 특성으로 자외선 흡수제 및 차폐제로 이용하려는 시도가 있어 왔으나, 기존 폴리실세스퀴옥산의 제조방법은 반응이 매우 복잡하고 원하는 입자의 크기를 얻기가 어렵다는 단점이 있을 뿐만 아니라 몇몇 기술은 제조비용이 매우 높다는 단점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 화학적 자외선차단제 및 물리적 자외선차단제의 단점을 극복한, 소비자가 사용 시 피부자극 및 백화현상 이 적으며 자외선차단 효과가 월등한 자외선차단용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 입자 및 다른 자외선차단제를 함께 함유하여 자외선차단능력 향상효과를 나타내는 자외선차단용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 벤즈아미드기, 신남아미드기 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 자외선 흡수기를 가진 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 전술한 유도체가 p-메톡시신남아미드기, N,N-디메틸-p-아미노벤즈아미드기 및 N,N-디하이드록시프로필-p-아미노벤즈아미드기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 전술한 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 이외에 다른 자외선차단제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명의 화장료 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 자외선차단 흡수기를 가진 폴리실세스퀴옥산 구형 입자는 (i) 자외선 흡수기를 가진 실세스퀴옥산 전구체를 준비하는 단계; 및 (ii) 상기 (i)단계에서 준비한 실세스퀴옥산 전구체(A)를 촉매 또는 촉매겸 공중합전구체로 하기 화학식 1의 화합물(B) 또는 화학식 1의 화합물을 공기 중의 수분 또는 물과 반응시켜 얻은 올리고머(B')를 용매 하에서 반응시켜 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조된다.
Figure 112005015281017-pat00001
상기 식에서 R1은 수소, 알킬기, 아미노케틸기, 아릴기, 아미노알킬아미노알킬기, 아미노알킬기, 아미노시클로알킬기, 아미노알케닐기, 아미노시클로알케닐기 및 아미노아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이며, n은 1 내지 3의 정수이며, R2, R3 및 R4는 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
보다 구체적으로 본 발명에 따른 화장료 조성물에 포함되는 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 제조방법에 있어서, 상기 (i)단계는 자외선 흡수기를 가진 카르복시산의 하이드록시기를 할로겐원자로 치환하여 제조한 할로겐카보닐 화합물을 염기의 존재 하에서 알킬트리알콕시실란기를 가진 아미노화합물과 반응시켜 제조하는 단계로 이루어지거나; 자외선 흡수기를 가진 카르복시산을 알킬트리알콕시실란기를 가진 아미노화합물과 커플링화제를 촉매로 사용하여 아미드(Amide)화합물을 제조하는 단계로 이루어지거나; 자외선 흡수기를 가진 카르복시산을 산성조건 에서 하이드록시기를 가진 물질과 반응시켜 제조한 자외선 흡수기를 가진 에스테르 화합물을 알킬트리알콕시실란기를 가진 아미노화합물과 반응시켜 아미드화합물을 제조하는 단계로 이루어질 수 있으며, 자외선 흡수기를 가진 트리알콕시실란 화합물의 또 다른 일반적인 제조방법도 본 발명에 적절히 응용 가능하다. 다만 반응온도가 높지 않고, 생성되는 다른 물질의 제거가 용이하다는 측면에서 상기 두 번째 방법이 가장 바람직하다.
전술한 두 번째 제조방법에 있어, 상기 커플링화제로는 디시클로헥실카르보디이미드, 디에틸아조카복실레이트 또는 N,N'-카르보닐디이미다졸 등을 사용가능하며 바람직하게는 디시클로헥실카르보이미드가 가장 적당하다.
상기 화학식 1의 화합물로는 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-메틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리메톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란 등이 사용될 수 있으며, 반응성과 취급 용이성을 고려하면 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 제조방법은 반응용매, 반응시간, 투여비율 등을 조절하거나 소량의 계면활성제를 첨가하는 등 적절한 조절을 통하여 구형 입자의 평균 입자경을 적절히 조절하는 것이 가능하며, 폴리실세스퀴옥산 입자의 제조 후 표면을 개질하는 것이 아 니라 자외선 흡수기를 가진 화합물을 공중합전구체로 직접 사용하기 때문에 내외부 모두에 자외선 흡수기를 가진 구형 입자를 제조할 수 있어 자외선 차단 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
보다 구체적으로, 실세스퀴옥산 전구체(A)와 아미노알킬알콕시실란(B 및/또는 B')의 투여비율을 50:1 내지 1:3 중량비 사이로 조절하여 입자크기를 조정할 수 있으며, 이 경우 생성되는 입자는 대략 수십 ㎚ 내지 수십 ㎛ 사이이다. 또한 계면활성제를 0.1~3 중량% 사이로 첨가하여 입자지름을 수 ㎚ 내지 수 ㎛로 조절하는 것이 용이하며, 계면활성제로 폴리옥시에틸렌소르비탄, 소르비탄지방산에스테르 및 세틸트리아미노브로마이드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 크기는 자외선차단 효과 및 사용감을 고려하여 직경이 0.1~2㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 자외선 차단기로 벤즈아미드기, 신남아미드기 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 자외선 흡수기를 사용하는 것이 바람직하며, 전술한 유도체로는 p-메톡시신남아미드기, N,N-디메틸-p-아미노벤즈아미드기 및 N,N-디하이드록시프로필-p-아미노벤즈아미드기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입 자의 함량은 화장료 조성물 총 중량 대비 1~80 중량%인 것이 바람직하다. 이는 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 함량이 1 중량% 미만일 경우 목적하는 자외선차단 효과를 충분히 달성할 수 없어 바람직하지 못하며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 화장료의 종류에 따라서 안정성에 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다.
본 발명은 또한 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 화장료 조성물이 다른 자외선차단제를 함유할 경우 놀라운 향상효과(시너지 효과)가 발생한다는 사실에 기초하여 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 및 다른 자외선차단제를 혼합하여 함께 함유하는 자외선차단용 화장료 조성물을 제공한다.
상기 다른 자외선차단제로는 글리세릴파바, 드로메트리졸, 디갈로일트리올리에이트, 3-(4-메칠벤질리덴)캄파, 멘틸안트라닐레이트, 벤조페논-3, 벤조페논-4, 벤조페논-8, 부틸메톡시디벤조일메탄, 시녹세이트, 옥토크릴렌, 옥틸디메틸파바, 옥틸메톡시신나메이트, 옥틸살리실레이트, 옥틸트리아존, 파라아미노안식향산, 2-페닐벤즈이미다졸-5-설폰산, 호모살레이트, 드로메트리졸트리실록산, 디소듐페닐벤지미다졸테트라설포네이트, 비스에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진, 이소아밀-p-메톡시신나메이트 등의 유기 자외선차단제 및 이산화티탄, 산화아연(아연화) 등의 무기 자외선차단제가 사용될 수 있으며, 향상효과의 정도를 고려할 때 유기 자외선차단제가 함께 함유되는 것이 좀더 바람직하다.
본 발명의 화장료 조성물에 다른 자외선차단제가 함유되는 경우 그 함량은 화장료 조성물 총 중량대비 0.5~20 중량%인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 화장수류, 크림류, 파우더류, 파운데 이션류, 메이크업베이스류 및 샴푸류와 같은 기초화장용, 메이크업용 및 두발용 제품의 다양한 제형으로 제조될 수 있으며, 구체적으로는 에멀젼상, 크림상, 페이스트상, 파우더상, 고체상 등 다양한 성상으로 적용이 가능하고, 통상적인 화장료 조성물의 제조방법이 사용될 수 있다. 특히, 전술한 화장료 조성물은 피부의 자외선차단용으로 이용되면 더욱 바람직하다.
본 발명의 화장료 조성물은 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 및 다른 자외선차단제 이외에 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위 내에서 보습제, 증점제, 계면활성제, 유상기제, 방부제, 산화방지제, 알코올, 향료, pH 조절제, 천연추출물 등이 추가적으로 혼합될 수 있다.
이하, 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하기 위해 실시예 등을 들어 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예 등은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 상술하는 예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 제조
실시예 1-1
(i) 자외선 흡수기를 가진 실세스퀴옥산 전구체의 준비
하기 화학식 2로 표시되는 N-트리메톡시실일프로필-p-메톡시신남아미드(N-trimethoxysilylpropyl(p-methoxycinnamamide)를 제조하였다.
Figure 112005015281017-pat00002
적하 펀넬과 냉각기가 장착된 1L 둥근 삼구 플라스크에 p-메톡시신나믹산 30g, 디시클로헥실카르보디이미드 35.1g을 넣은 후, 소디움케틸에서 새로 증류한 톨루엔 600mL을 넣고 얻은 혼합물을 환류하여 균일한 용액을 얻었다. 약 30분 후 적하 펀넬을 통하여 3-아미노프로필트리메톡시실란 37.5g을 30분에 걸쳐 적하하였다. 얻은 반응 혼합물을 4시간 동안 환류시킨 후, 수분이 닿지 않게 톨루엔을 진공 증류하여 제거하였다. 남은 액체에 형성된 디시클로헥실우레아를 여과하여 제거함으로써 생성물 약 40g을 얻었다.
(ii) 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 제조
상기 (i)단계에서 준비한 N-트리메톡시실일프로필-p-메톡시신남아미드를 실세스퀴옥산 전구체로 사용하여 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 제조하였다. N-트리메톡시실일프로필-p-메톡시신남아미드 6g을 3L의 증류수에 분산시키고 여기에 3-아미노프로필트리메톡시실란 6g을 가하고 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 그 후 원심분리하여 침전물을 회수하고 이를 다시 물로 세척하여 자외선 흡수기로 p-메톡시신남아미드기를 가진 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 제조하였다. 얻어진 구형 입자의 평균지름은 전자주사현미경(Philips, XL-30S)의 이미지로부터 측정한 결과, 구형 입자의 평균지름은 약 1.0㎛이었다.
실시예 1-2
(i) 자외선 흡수기를 가진 실세스퀴옥산 전구체의 준비
자외선 흡수기를 가진 실세스퀴옥산 전구체인 하기 화학식 3으로 표시되는 트리메톡시실일프로필벤즈아미드(trimethoxysilylpropylbenzamide)를 제조하였다.
Figure 112005015281017-pat00003
적하 펀넬이 장착된 250 mL 삼구 플라스크에 벤조일 클로라이드 7.8g, 소디움 케틸에서 건조시켜 사용 직전에 증류한 톨루엔 50mL을 가하고 교반하면서 3-아미노프로필트리메톡시실란 10g과 7.8g의 트리에틸아민 혼합물을 20분에 걸쳐 적하하였다. 적하 완료되고 18시간 후에 여과하여 침전을 제거하고 톨루엔을 감압 증류하여 생성물을 얻었다. 얻어낸 생성물을 FT-IR(Bomem MB 104) 및 박막크로마토그래피를 사용하여 대략적인 순도를 파악하였다. 박막크로마토그래피 결과 얻어진 생성물에는 한 종류의 생성물이 들어 있었으며, IR의 1700㎝-1피크로부터 아미드가 형성된 것을 확인하였다.
(ii) 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 제조
상기 (i)단계에서 준비한 트리메톡시실일프로필벤즈아미드를 실세스퀴옥산 전구체로 사용하여 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 제조하였다. 트리메톡시실일프로필벤즈아미드 10g을 증류수에 분산시킨 후 여기에 아미노프로필트리메톡시실란 1g을 가하고 상온에서 24시간 동안 천천히 교반하여 구형 입자가 서로 엉기는 것을 방지하며 반응을 수행하였다. 24시간 후 광학현미경을 사용하여 입자가 굳었음을 확인할 수 있었으며, 이를 원심분리하여 침전물을 회수하고 이를 다시 물로 세척하여 자외선 흡수기로 벤즈아미드기를 가진, 직경 약 1.5㎛의 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 제조하였다. 구형 입자의 크기는 주사전자현미경(Philips, XL-30s)에서 관찰된 구의 지름을 평균하여 측정하였으며, FT-IR을 사용하여 벤젠기와 Si-O-Si의 형성을 확인하였다.
실시예 1-3
(i) 자외선 흡수기를 가진 실세스퀴옥산 전구체의 준비
자외선 흡수기를 가진 실세스퀴옥산 전구체인 하기 화학식 4로 표시되는 트리메톡시실일프로필신남아미드(trimethoxysilylpropylcinnamamide)를 제조하였다.
Figure 112005015281017-pat00004
적하 펀넬과 냉각기가 장착된 1L 둥근 삼구 플라스크에 신나믹산 40g 및 디시클로헥실카르보디이미드 50g을 넣은 후, 소디움 케틸에서 새로 증류한 톨루엔 600mL을 넣어 얻은 혼합물을 환류하여 균일한 용액을 얻었다. 약 30분 후 적하 펀 넬을 통하여 3-아미노프로필트리메톡시실란 48g을 30분에 걸쳐 적하하였다. 얻은 반응 혼합물을 4시간 동안 환류시킨 후, 수분이 닿지 않도록 하면서 톨루엔을 진공 증류하여 제거하였다. 남은 액체에 형성된 디시클로헥실우레아를 여과하여 제거함으로써 생성물 약 30g을 얻었다. 얻은 생성물은 FT-IR과 박막크로마토그래피를 사용하여 확인하였다.
(ii) 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 제조
상기 (i)단계에서 준비한 트리메톡시실일프로필신남아미드를 실세스퀴옥산 전구체로 사용하여 폴리실세스퀴옥산 입자를 제조하였다. 트리메톡시실일프로필신남아미드 6g을 증류수에 분산시키고 여기에 N-(2-아미노에틸아미노)-3-아미노프로필트리메톡시실란 6g을 가하고 상온에서 24시간 동안 교반하여 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 제조하였다. 구형 입자를 여과하여 회수하고 상온에서 일정한 무게를 유지할 때까지 건조하여 직경 2㎛의 구형 입자 3.5g을 얻었다. 직경의 측정은 실시예 1-1과 동일한 기기 및 방법을 사용하여 측정하였으며, 입자의 확인 시험은 실시예 1-2의 방법을 응용하여 평가하였다.
실시예 2~3 및 비교예 1~4
자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 자외선차단 효과를 측정하기 위하여 하기 표 1에 기재된 조성과 함량으로 자외선차단용 화장료 조성물을 제조하였다. 비교용 자외선차단제로 물리적 자외선차단제인 이산화티탄(TiO2 3328, Whittaker, Clark & Daniels, Inc., 미국)과 화학적 자외선차단제인 옥틸메톡시신 나메이트(Uvinul™ MC 80, BASF, 독일)를 사용하였다. 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자는 실시예 1-1에서 제조한 것을 사용하였다. 각각의 조성물은 자외선차단제의 명확한 자외선차단 효과를 비교하기 위하여 자외선차단에 영향을 주지 않는 바셀린에 일정량을 혼합하였으며 밀링과정을 통하여 제조하였다.
성분명(단위: 중량%) 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
실시예 1-1의 구형 입자 5 10 - - - -
TiO2 3328 - - 5 10 - -
Uvinul™ MC 80 - - - - 5 10
바셀린 95 90 95 90 95 90
실험예 1
실시예 2~3 및 비교예 1~4에서 제조한 화장료 조성물의 자외선차단 효과를 측정하였다. 자외선차단 화장료 조성물의 품질관리를 위한 in vitro 시험법(식품의약품안전청고시 제2001-44호)에 준하여 측정하였으며, 구체적으로 샘플 조성물 2㎎/㎠를 측정용 테이프(Transpore™, 3M) 표면에 고르게 도포하고 15분간 건조한 후 자외선차단지수 측정기(SPF 290S Analyzer, The Optometric Group, 미국)를 이용하여 측정하였다. 3회 측정값의 평균값으로 자외선차단지수(sun protection factor, 이하 "SPF")를 결정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
SPF 값 3.26 6.54 3.14 5.99 8.76 11.02
UV-A/UV-B 비율* 0.412 0.402 0.861 0.857 0.164 0.158
*: UV-B 영역에서의 자외선차단 효과 대비 UV-A 영역에서의 자외선차단 효과의 비율
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자는 기존에 자외선차단제로 상용화되는 무기 자외선차단제인 TiO2 3328과 비교시 유사한 정도의 자외선차단력을 보였으며, 화학적 자외선차단제 Uvinul™ MC 80과 비교시 다소 낮은 자외선차단력을 보였으나, 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자가 Uvinul™ MC 80과 같은 액체가 아닌 0.1~2㎛ 직경의 파우더임을 고려한다면 매우 우수한 자외선차단 효과를 갖는 것으로 볼 수 있다.
한편, UV-A/UV-B 비율은 수치가 작으면 상대적으로 UV-B 영역에서의 차단효과가 우수하며 수치가 클수록 상대적으로 UV-A 영역에서 우수한 차단효과를 보인다는 것을 의미한다. 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 폴리실세스퀴옥산 구형 입자는 상대적으로 UV-A 영역에서 우수한 차단효과를 보이는 TiO2 3328과 상대적으로 UV-B 영역에서 우수한 차단효과를 보이는 Uvinul™ MC 80과 달리 UV-A와 UV-B 영역을 고르게 차단하는 것으로 나타났으며, 이는 본 발명의 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 화장료 조성물은 유기-무기 하이브리드 타입의 혼성복합체를 자외선차단제로 함유한 조성물로 유기 자외선차단제와 무기 자외선차단제의 역할을 동시에 하는 것으로 파악할 수 있다.
실시예 3에서 제조한 화장료 조성물의 자외선차단지수 측정 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 비교예 4의 화장료 조성물 보다 상대적으로 UV-A 영역에서 우수한 자외선차단 효과를 나타내었다. 도 1에서 MPF는 monochromatic protection factor의 약어로 태양광을 모사한 기기에서 나오는 광으로 측정한 자외선차단지수를 의미하며, 시료판을 12등분해서 12번 측정하고 가장 높은 수치와 가장 낮은 수치를 제외한 10개 데이터를 평균하여 최종 값으로 하였다.
실험예 2
백화현상 유무를 평가하기 위하여 실시예 3 및 비교예 2에서 제조한 화장료 조성물을 각각 슬라이드 글라스에 동일한 두께로 도포한 후 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물인 실시예 3의 조성물은 투명하였으나, 무기 자외선차단제인 이산화티탄을 함유한 화장료 조성물인 비교예 2의 화장료 조성물은 불투명하였다. 또한 동일한 화장료 조성물을 사람의 손등에 적용할 경우에도 같은 결과를 얻을 수 있었다.
실시예 5~13, 대조예 1 및 비교예 5~13
자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자와 다른 자외선차단제를 함께 함유하는 화장료 조성물의 자외선차단 향상효과를 측정하기 위하여 하기 표 3에 기재된 조성과 함량으로 화장료 조성물을 제조하였다. 각각의 조성물은 자외선차단제의 명확한 자외선차단 효과를 비교하기 위하여 자외선차단에 영향을 주지 않는 바셀린에 일정량을 혼합하였으며, 밀링과정을 통하여 제조하였다. Uvinul™ MC 80 2.5 중량%와 UV-A 영역의 유기 자외선차단제로 알려진 부틸메톡시디벤조일메탄(Parsol™ 1789, Roche, 프랑스) 0.3 중량%가 함유된 시료를 대조예로서 선정하였다.
성분명 (단위: 중량%) 실시예 1-1의 구형 입자 Uvinul™ MC 80 Parsol™ 1789 바셀린
대조예 1 - 2.5 0.3 97.2
비교예 5 2.5 - - 97.5
실시예 5 2.5 2.5 0.3 94.7
비교예 6 5.0 - - 95.0
실시예 6 5.0 2.5 0.3 92.2
비교예 7 7.5 - - 92.5
실시예 7 7.5 2.5 0.3 89.7
비교예 8 10.0 - - 90.0
실시예 8 10.0 2.5 0.3 87.2
비교예 9 - 2.5 (2.5+0.0) - 97.5
실시예 9 - 5.0 (2.5+2.5) 0.3 94.7
비교예 10 - 5.0 (5.0+0.0) 95.0
실시예 10 - 7.5 (5.0+2.5) 0.3 92.2
비교예 11 - 7.5 (7.5+0.0) - 92.5
실시예 11 - 10.0 (7.5+2.5) 0.3 89.7
비교예 12 - 10.0 (10.0+0.0) - 90.0
실시예 12 - 12.5 (10.0+2.5) 0.3 87.2
실험예 3
상기 실시예 5~12, 대조예 및 비교예 5~12에서 제조한 화장료 조성물의 자외선차단지수는 실험예 1과 동일한 방법을 이용하여 측정하였다. 각각의 자외선차단 지수로부터 다른 종류 자외선차단제의 혼합에 의한 향상효과를 측정하기 위하여 하기 수학식 1로 계산하였으며, 실시예 5~12에 있어서의 시너지 효과를 표 4 및 도 3에 나타내었다.
Figure 112005015281017-pat00005
SPF 향상효과(%)
실시예 1-1의 구형 입자 Uvinul™ MC 80
실시예 5 6.23 -
실시예 6 24.46 -
실시예 7 61.36 -
실시예 8 71.40 -
실시예 9 - 0.06
실시예 10 - 2.04
실시예 11 - 9.16
실시예 12 - 10.82
표 4 및 도 3에 나타나는 바와 같이, Uvinul MC™ 80의 경우(상기 실시예 9, 10, 11 및 12)는 10 중량%에서도 10% 정도의 낮은 SPF 향상효과를 보였으나, 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 경우(상기 실시예 5, 6, 7 및 8)는 5 중량% 이상에서 20% 이상의 우수한 SPF 향상효과를 보였다. 이러한 결과로부터 본 발명에 따른 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 화장료 조성물은 우수한 자외선차단 효과를 가질 뿐만 아니라, 다른 자외선차단제와 혼합하여 사용할 경우 향상효과가 월등하여 적은 함량을 사용하여도 양호한 자외선차단 효과를 나타낼 수 있다.
제형실시예 1 및 제형비교예 1
전술한 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유한 화장료 조성물(영양화장수)을 하기 표 5의 조성 및 함량과 같이 제조하였다. 제형실시예 1은 아래의 방법으로 제조하였으며, 제형비교예 1는 15번 성분을 혼합하지 않은 것을 제외하고는 제형실시예 1과 동일하게 제조하였다.
먼저 1~7번 성분을 70℃의 온도에서 가열 용해시킨 다음, 8~12번 성분을 13번 성분에 용해 분산시켜 70℃로 가열한 것에 유화하였다. 이후, 유화된 혼합물을 14번 성분으로 중화하고, 56℃로 냉각한 후, 분취된 8번 성분에 분산시킨 15번 성분을 혼합, 교반하고 실온으로 냉각하여 제조하였다.
번호 성분명 (단위: 중량%) 제형실시예 1 제형비교예 1
1 세테아릴알코올 1.0 1.0
2 글리세릴스테아레이트 0.5 0.5
3 폴리소르베이트 60 1.0 1.0
4 소르비탄세스퀴올리에이트 0.3 0.3
5 세틸옥타노에이트 6.0 6.0
6 스쿠알란 4.0 4.0
7 마카데이나넛오일 4.0 4.0
8 부틸렌글라이콜 4.0 4.0
9 글리세린 4.0 4.0
10 카보머 0.1 0.1
11 산탄검 0.03 0.03
12 방부제 미량 미량
13 정제수 잔량 잔량
14 아르기닌 0.1 0.1
15 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 5.0 -
제형실시예 2 및 제형비교예 2~3
전술한 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유한 화장료 조성물(영양크림)을 하기 표 6의 조성 및 함량과 같이 제조하였다. 먼저 1~9번 성분을 70℃로 가열 용해시킨 다음, 10~14번 성분을 70℃로 용해, 분산시킨 용액에 첨가하여 유화시켰다. 이어서 유화된 혼합물에 분취된 4번 성분에 분산시킨 17~19번 성분을 각각 첨가하여 분산 유화시켰다. 상기 유화된 화장료 조성물을 56℃로 냉각한 후, 15~16분 성분을 첨가, 교반하고 실온으로 냉각하여 제조하였다.
번호 성분명 (단위: 중량%) 제형실시예 2 제형비교예 2 제형비교예 3
1 세테아릴알코올 1.5 1.5 1.5
2 글리세릴스테아레이트 1.0 1.0 1.0
3 폴리소르베이트 60 1.0 1.0 1.0
4 소르비탄세스퀴올리에이트 0.3 0.3 0.3
5 세틸옥타노에이트 6.0 6.0 6.0
6 스쿠알란 8.0 8.0 8.0
7 아프리코트커넬오일 4.0 4.0 4.0
8 디메치콘 2.0 2.0 2.0
9 토코페릴아세테이트 0.2 0.2 0.2
10 부틸렌글라이콜 4.0 4.0 4.0
11 글리세린 4.0 4.0 4.0
12 마그네슘알루미늄실리케이트 0.4 0.4 0.4
13 산탄검 0.03 0.03 0.03
14 정제수 잔량 잔량 잔량
15 향 적량 적량 적량
16 방부제 적량 적량 적량
17 실시예 1-1의 구형 입자 10.0 - -
18 TiO2 3328 - 10.0 -
19 Uvinul™ MC 80 - - 10.0
제형실시예 4 및 제형비교예 4
전술한 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유한 화장료 조성물(파운데이션)을 하기 표 7의 조성 및 함량으로 제조하였다. 먼저 1~10번 성분을 70℃로 가열 용해시킨 다음, 11~20번 성분을 21번 성분에 용해 분산시켜 70℃로 가열한 것에 유화시켰다. 이후, 제조된 유화 혼합물을 56℃로 냉각한 후, 분취된 11번 성분에 분산시킨 22번 성분을 가하여 교반하고, 실온으로 냉각하여 제조하였다. 제형비교예 4는 22번 성분을 제외하고는 제형실시예 4와 동일하게 제조하였다.
번호 성분명 (단위: 중량%) 제형실시예 4 제형비교예 4
1 스테아릭산 2.0 2.0
2 세테아릴알코올 0.5 0.5
3 글리세릴스테아레이트 1.0 1.0
4 폴리소르베이트 60 0.5 0.5
5 소르비탄세스퀴올리에이트 0.7 0.7
6 하이드로제네이티드랩씨드오일 2.0 2.0
7 해바라기유 5.0 5.0
8 스쿠알란 6.0 6.0
9 세틸옥타노에이트 4.0 4.0
10 사이클로메치콘 2.0 2.0
11 부틸렌글라이콜 5.0 5.0
12 글리세린 3.0 3.0
13 마그네슘알루미늄실리케이트 0.6 0.6
14 산탄검 0.05 0.05
15 이산화티탄 10.0 10.0
16 탈크 3.0 2.5
17 하이드레이티드페릭옥사이드 1.3 1.3
18 페릭옥사이드 0.3 0.3
19 페러스-페릭옥사이드 0.15 0.15
20 방부제 미량 미량
21 정제수 잔량 잔량
22 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 15.0 -
실험예 4: 백화현상 및 사용감 관능시험
본 발명 화장료 조성물의 백화현상 및 사용감을 평가하기 위하여, 전술한 제형실시예 2와 제형비교예 2~3에서 제조된 자외선차단용 영양크림에 대하여 관능시험을 실시하였다.
25~35세의 여성 20명을 대상으로 영양크림 화장료 조성물을 일반적인 사용법에 따라 손등 피부에 도포한 후, 백화현상 및 사용감에 대한 만족도를 평가하게 하였다. 관능평가는 매우 우수(5점), 우수(3점), 보통(0), 나쁨(-3점), 매우 나쁨(-5점)의 오점법 기준에 의거하여 수행하고 값을 평균내어 하기 표 8에 나타내었다.
구분 제형실시예 2 제형비교예 2 제형비교예 3
백화현상 4.5 1.1 4.5
사용감 4.0 3.5 3.8
상기 표 8에 나타나는 바와 같이, 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 제형실시예 2에서 제조한 화장료 조성물의 경우, 물리적 자외선차단제인 TiO2 3328을 함유하는 제형비교예 2에 비해 백화현상에 대한 만족도가 매우 우수하였으며, 화학적 자외선차단제로서 액체인 Uvinul™ MC 80를 이용하여 제조한 화장료 조성물과 백화현상 정도가 유사하였다. 사용감에 대한 만족도는 제형실시예 2의 화장료 조성물이 상대적으로 우수하였으며, 이러한 결과는 본 발명의 화장료 조성물이 함유한 폴리실세스퀴옥산 구형 입자가 실리카를 기본 구조로 하고 있기 때문인 것으로 생각된다.
실험예 5: 피부자극도 평가
본 발명 화장료 조성물의 피부안전성, 즉 피부반응의 관찰을 통해서 자극 또는 알레르기성 반응의 발생 여부를 알아보기 위하여 제형실시예 2와 제형비교예 2~3에서 제조한 화장료 조성물을 이용하여 한국 식품의약품안전청 기준 피부안전성 검사법을 따라 인체 첩포시험을 실시하였다.
피험자로 20~35세의 여성 20명을 선정하였고, 첩포시험은 등의 정중선을 피해 양쪽에 부착하였으며 48시간 동안 부착하고 48시간이 지난 후 첩포를 제거하였다. 약 60분간 안정을 취하도록 한 후 첫 판독을 시행하였고, 첩포 부착 후 96시간이 경과한 후 다시 판독을 시행하였다. 판정기준은 하기 표 9에 나타내었다.
반응 가중치 판정의 기준
- 0 무반응
± 0.5 희미한 홍반
+ 1 경계가 뚜렷하나 약한 홍반, 부종
++ 2 부종을 동반한 뚜렷한 홍반
+++ 3 수포, 부종을 동반한 심한 홍반
첩포 부착 후 48시간 및 96시간에 판독한 결과를 하기 수학식 2를 이용하여 피부 반응도를 계산하였으며, 그 결과를 표 10에 나타내었다. 일반적으로 피부 반응도가 0.0~0.9인 경우 무자극으로 판단하고, 1.0~2.9인 경우 경자극으로 판단하며, 3.0~4.9인 경우 중자극으로 판단하고, 5.0 이상인 경우는 강자극으로 판단한다.
Figure 112005015281017-pat00006
구분 48시간 96시간 반응도(%)
± + ++ +++ ± + ++ +++ 48 시간 96 시간 평균
제형실시예 2 · · · · · · · · 0.00 0.00 0.00
제형비교예 2 · · · · · · · · 0.00 0.00 0.00
제형비교예 3 · 1 · · 1 · · · 1.67 0.83 1.25
상기 표 10에 나타나는 바와 같이, 본 발명 화장료 조성물인 제형실시예 2의 조성물 및 피부자극이 적은 것으로 알려진 무기 자외선차단제인 이산화티탄을 함유하는 제형비교예 2의 조성물의 피부 반응도는 각각 0.00으로 전술한 기준에 의하면 무자극으로 나타났고, 화학적 자외선차단제인 Uvinul™ MC 80을 함유하는 제형비교예 3의 조성물의 피부 반응도는 1.25로 경자극으로서 약한 홍반을 보이는 것으로 나타났다.
본 발명은 기존의 화학적 자외선차단제 및 물리적 자외선차단제를 함유하는 화장료 조성물에 비하여 자외선차단 효과가 매우 우수할 뿐만 아니라, 백화현상이 적고 사용감이 우수하며, 피부자극이 적어 안전한 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자를 함유하는 자외선차단용 화장료 조성물을 제공한다. 또한 본 발명에 따른 자외선차단 폴리실세스퀴옥산 구형 입자 및 다른 자외선차단제를 함께 함유하는 화장료 조성물은 자외선차단제의 상호 작용으로 향상효과가 발생하여 우수한 자외선차단 능력을 발휘할 수 있다.

Claims (6)

  1. 벤즈아미드기, 신남아미드기, p-메톡시신남아미드기, N,N-디메틸-p-아미노벤즈아미드기 및 N,N-디하이드록시프로필-p-아미노벤즈아미드기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 자외선 흡수기를 가진 폴리실세스퀴옥산 구형 입자; 및
    글리세릴파바, 드로메트리졸, 디갈로일트리올리에이트, 3-(4-메칠벤질리덴)캄파, 멘틸안트라닐레이트, 벤조페논-3, 벤조페논-4, 벤조페논-8, 부틸메톡시디벤조일메탄, 시녹세이트, 옥토크릴렌, 옥틸디메틸파바, 옥틸메톡시신나메이트, 옥틸살리실레이트, 옥틸트리아존, 파라아미노안식향산, 2-페닐벤즈이미다졸-5-설폰산, 호모살레이트, 드로메트리졸트리실록산, 디소듐페닐벤지미다졸테트라설포네이트, 비스에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진, 이소아밀-p-메톡시신나메이트, 이산화티탄 및 산화아연(아연화)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 추가 자외선차단제를 함유하는 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리실세스퀴옥산 구형 입자의 함량이 화장료 조성물 총 중량 대비 1~80 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 추가 자외선차단제의 함량은 화장료 조성물 총 중량 대비 0.5~20 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물.
  6. 제1항, 제3항 및 제5항 중 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 화장수류, 크림류, 파우더류, 파운데이션류, 메이크업베이스류 및 샴푸류로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자외선차단용 화장료 조성물.
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