본 발명은 미세결정 셀룰로오스 0.1 내지 99.0 중량부, 식물성 염재 0.10 내지 20.0 중량부 및 매염제 0.01 내지 10.0 중량부를 함유하고, 입자크기가 0.001~30㎛인 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 포함하고, 입자크기가 20~30 메쉬인 비쥬얼 운반 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물 은, 산화철 계열의 화학색소를 전혀 사용하지 않고 옷감의 전통적인 천연 염색방법을 화장료 원료인 미세결정 셀룰로오스에 적용한 것을 특징으로 한다.
상기 미세결정 셀룰로오스는 화장료 원료에 등재되어 있는 미세결정 셀룰로오스를 사용하거나, 또는 구성물질의 대다수가 셀룰로오스인 식물성 염재를 추출하여 건조분말화 시킨 것을 사용할 수 있다.
상기 식물성 염재는 천연색소를 포함하며, 녹차, 소목, 울금, 홍화, 지치 및 쪽으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함한다. 상기 식물성 염재는 끓는 물에 2시간 이상 추출하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 매염제는 셀룰로오스에 천연색소를 흡착시키는 역할을 한다. 이런 매염제는 금속과 산으로 이루어진 금속염의 형태로서, 색소와 매염제가 만나면 매염제의 금속이 색소와 결합하여 색상을 띠고 견뢰도가 우수해진다. 매염제로는 황산제일철(Fe2SO4·7H2O), 염화제일철(FeCl2·H2O), 질산철(Fe(NO3)2, Fe(NO3)3), 아세트산철(Fe(CH3COO)2·4H2O) 등의 철매염제; 황산구리(CuSO4·5H2O), 아세트산구리 (Cu(CH3COO)2·H2O) 등의 구리매염제; 황산알루미늄(Al2(SO4)3·18H2O), 아세트산알루미늄(Al(CH3COO)3), 염화알루미늄(AlCl3·6H2O) 등의 알루미늄매염제; 주석산나트륨 (Na2Sn05·3H2O) 등의 주석매염제; 황산아연(ZnSO4) 등의 아연매염제; 중크롬산칼륨 (K2Cr2O7), 아세트산크롬(Cr(CH3COO)2), 질산크롬(Cr(NO3)3·9H2O) 등의 크롬매염제; 및 탄산칼륨(K2CO3) 등의 알칼리매염제 등을 사용할 수 있다.
상기 매염제 사용시 필요에 따라 염색조제를 보조적으로 사용할 수 있다. 염색조제로는 주석영(potassium hydrogen tartrate), 옥살산, 탄닌산, 아세트산, 포름산, 암모니아, 시트르산 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물은 필요에 따라 항산화제 또는 안정화제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 항산화제로는 부틸 히드록시아니솔(butylated hydroxyanisole, BHA), 부틸 히드록시톨루엔(butylated hydroxytoluene, BHT), 토코페롤, 아스코르빈산 및 베타-카로틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물은,
1) 식물성 염재에 대해 5 내지 30배 부피의 물을 넣고 가열하여 염재 내에 함유된 천연색소를 추출하는 단계,
2) 상기 1)단계에서 얻은 추출액에 미세결정 셀룰로오스를 넣고 현탁하는 단계,
3) 상기 2)단계에서 얻은 현탁액에 매염제를 넣고 매염하는 단계, 및
4) 매염이 완료된 후, 원심분리 및 세척한 다음 분무건조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
구성물질 대부분이 셀룰로오스인 식물성 염재의 경우, 상기 2)단계를 생략할 수도 있다.
상기 방법으로 제조된 본 발명의 화장료 원료용 조성물의 입자크기는 0.001~30㎛, 바람직하게는 0.001~20㎛, 더욱 바람직하게는 0.001~10㎛ 이다. 만일 화장료 원료용 조성물의 입자크기가 30㎛를 초과하는 경우 이를 포함한 화장품 완제품을 인체의 피부에 사용할 때 이물감을 느낄 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조된 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 포함하여 비쥬얼 운반 시스템을 제조할 수 있으며, 상세하게는 비쥬얼 운반 시스템 총 중량에 대해 수크로오스 10~20 중량%, 미세결정 셀룰로오스 10~30 중량%, 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물 3~5 중량%, 락토오스 20~50 중량%, 옥수수전분 20~25 중량%, 쉘락 1~5 중량% 및 호화 옥수수전분 1~5 중량%를 포함하는 비쥬얼 운반 시스템을 제조할 수 있다.
먼저, 물에 바인더로 호화 옥수수전분을 넣고 잘 저어준 다음, 여기에 미세결정 셀룰로오스, 천연색소로 염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물, 락토오스 및 옥수수전분을 넣고 잘 저어주어 코팅용액을 제조한다. 40~50 메쉬의 수크로오스를 핵으로 하여 유동층 로토 챔버에 투입한 후, 상기 제조한 코팅용액을 수크로오스 핵에 천천히 파우더 레이어링하면서 로토 챔버를 회전시킨다. 비쥬얼 운반 시스템이 원하는 입자 크기로 되면 최종적으로 쉘락으로 입자 표면을 코팅하여, 비쥬얼 운반 시스템의 최종입자 크기를 20~30 메쉬로 조절한다.
본 발명에 따른 화장료 원료용 조성물 및 이를 포함하는 비쥬얼 운반 시스템은 산화철 계열의 화학색소를 전혀 사용하지 않고 옷감의 전통적인 천연 염색방법을 화장료 원료인 미세결정 셀룰로오스에 적용함으로써 종래의 천연색소의 문제점이던 광안정성을 크게 향상시킨다. 또한, 본 발명에 따른 화장료 원료용 조성물 및 이를 포함하는 비쥬얼 운반 시스템은 색상이 은은하고 색이 자연스럽게 어울려 다양한 색상을 표현할 수 있으며, 색소로 천연 식물로부터 추출 및 건조한 분말을 사용함으로써 염색시 수질 오염이 덜되어 환경친화적이다. 따라서, 본 발명의 화장료 원료용 조성물 및 이를 포함하는 비쥬얼 운반 시스템은 천연색소의 대용으로 유용하게 사용할 수 있으며, 화장품뿐만 아니라 인체의 피부에 적용할 수 있는 생활용품 등에도 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예
1
: 녹차 분말을
염착한
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물의 제조
미분말 녹차의 구성물질은 대다수가 셀룰로오스이므로, 셀룰로오스를 따로 사용하지 않았다. 평균 입도 7㎛ 이하인 미분말 녹차 30㎏을 정제수 150㎏에 분산시킨 후 발효기(fermentation chamber)에 투입하고 250L/min으로 산소를 공급하면서 90℃에서, 200rpm으로 2시간 동안 추출하여 미분말 녹차에서 탄닌 성분을 추출하였다. 여기에 철매염제인 황산철(FeSO4) 500g을 뜨거운 물 3ℓ에 용해시킨 후 발효기에 투입하였다. 매염제 투입 1시간 후에 색상이 녹색에서 검은색으로 변한 것을 확인하였다. 매염이 완료된 후 원심분리하고, 침전되어 있는 녹차-염착된 셀룰로오스를 20~30배의 정제수로 3회 세척한 후 분무건조기를 이용하여 건조온도 199 ℃, 분무스크린속도 350rpm의 조건 하에 건조시켜 분말 형태의 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 제조하였다. 상기 제조한 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물의 평균 입도를 측정하여 약 16.83㎛ 임을 확인하였으며, 도 2에 나타내었다.
실시예
2
:
지치
분말을
염착한
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물의 제조
지치 5㎏을 정제수 150㎏에 분산시킨 후 발효기에 투입하고 250L/min으로 산소를 공급하면서 90℃에서, 200rpm으로 2시간 동안 추출하여 지치에서 색소성분을 추출하였다. 상기 추출액에 미세결정 셀룰로오스 30㎏을 넣고 분산시킨 후 다시 발효기에 투입하고 250L/min으로 산소를 공급하면서 90℃에서, 200rpm으로 1시간 동안 교반하였다. 여기에 아연매염제인 황산아연(ZnSO4) 200g을 뜨거운 물 2ℓ에 용해시킨 후 발효기에 투입하였다. 매염제 투입 후 1시간 후에 색상이 자주색으로 변한 것을 확인하였다. 매염이 완료된 후 원심분리하고, 침전되어 있는 지치-염착된 셀룰로오스를 20~30배의 정제수로 3회 세척한 후 분무건조기를 이용하여 건조온도 199℃, 분무스크린속도 350rpm의 조건 하에 건조시켜 분말 형태의 지치-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 제조하였다.
실시예
3
:
울금
분말을
염착한
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성 물의 제조
상기 실시예 2에서 지치 대신 울금을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2의 방법과 동일하게 하여 울금-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 제조하였다. 매염제 투입 후 1시간 후에 색상이 노란색으로 변한 것을 확인하였다.
실시예
4
: 홍화 분말을
염착한
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물의 제조
상기 실시예 2에서 지치 대신 홍화를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2의 방법과 동일하게 하여 홍화-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 제조하였다. 매염제 투입 후 1시간 후에 색이 분홍색으로 변한 것을 확인하였다.
실시예
5
: 녹차-
염착된
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물을 포함하는
비쥬얼
운반 시스템의 제조
바인더로 호화 옥수수전분 50g을 물 1ℓ에 넣고 잘 저어주어 5% 용액으로 만들고, 여기에 미세결정 셀룰로오스 200g, 상기 실시예 1에서 제조한 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물 30g, 락토오스 300g 및 옥수수전분 250g을 넣고 잘 저어주어 코팅용액을 제조하였다.
40~50 메쉬의 수크로오스 150g을 핵으로 하여 유동층 로토 챔버에 투입한 후, 상기 제조한 코팅용액을 수크로오스 핵에 천천히 파우더 레이어링하면서 로토 챔버를 회전시켰다. 비쥬얼 운반 시스템이 원하는 입자 크기로 되면 최종적으로 쉘 락 20g을 에탄올 200g에 용해시켜 10% 용액으로 만들어 입자 표면을 코팅하였다. 이때, 비쥬얼 운반 시스템의 최종입자 크기는 20~30 메쉬 이었으며, 크기 조절은 다양하게 가능하다. 상기 제조된 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 포함하는 비쥬얼 운반 시스템의 색상은 3자극(Tri-stimulus) 타입의 휴대용 색차계인 CR-300(Minolta, USA)을 이용하여 국제조명위원회(Commission Internationale de l'Eclairage; CIE)에서 지정한 CIELAB(L*a*b*) 방법에 의해 색을 측정하였다. 결과는 도 3에 나타내었다.
실시예
6
:
지치
-
염착된
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물을 포함하는
비쥬얼
운반 시스템의 제조
상기 실시예 5에서 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물 대신 실시예 2에서 제조한 지치-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5의 방법과 동일하게 하여 지치-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 포함하는 비쥬얼 운반 시스템을 제조하였다. 상기 제조된 비쥬얼 운반 시스템의 색차계 측정 결과는 도 4에 나타내었다.
실시예
7
:
울금
-
염착된
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물을 포함하는
비쥬얼
운반 시스템의 제조
상기 실시예 5에서 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성 물 대신 실시예 3에서 제조한 울금-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5의 방법과 동일하게 하여 울금-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 포함하는 비쥬얼 운반 시스템을 제조하였다. 상기 제조된 비쥬얼 운반 시스템의 색차계 측정 결과는 도 5에 나타내었다.
실시예
8
: 홍화-
염착된
셀룰로오스를 함유하는
화장료
원료용 조성물을 포함하는
비쥬얼
운반 시스템의 제조
상기 실시예 5에서 녹차-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물 대신 실시예 4에서 제조한 홍화-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 5의 방법과 동일하게 하여 홍화-염착된 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물을 포함하는 비쥬얼 운반 시스템을 제조하였다. 상기 제조된 비쥬얼 운반 시스템의 색차계 측정 결과는 도 6에 나타내었다.
비교예
1
: 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은
지치
색소의 제조
지치 5㎏을 정제수 150㎏에 분산시킨 후 2시간 동안 가열하면서 추출하여 색소성분을 추출하였다. 상기 추출액을 여과한 후, 여과액을 농축하고 분무건조기를 이용하여 건조온도 199℃, 분무스크린속도 350rpm의 조건 하에 건조시켜 분말 형태의 지치 색소를 얻었다.
비교예
2
: 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은
울금
색소의 제조
상기 비교예 1에서 지치 대신 울금 색소를 사용한 것을 제외하고는, 비교예 1의 방법과 동일하게 하여 분말 형태의 울금 색소를 얻었다.
비교예
3
: 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은 홍화 색소의 제조
상기 비교예 1에서 지치 대신 홍화 색소를 사용한 것을 제외하고는, 비교예 1의 방법과 동일하게 하여 분말 형태의 홍화 색소를 얻었다.
실험예
1
: 본 발명의
화장료
원료용 조성물의
광안정성
실험
본 발명의 화장료 원료용 조성물의 광안정성을 확인하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
1. 고온 안정성 실험
상기 실시예 1~4, 비교예 2 및 3에서 제조한 화장료 원료용 조성물을 45℃에서 방치하고, 60일, 90일, 120일, 150일 후에 탈색 정도를 관찰하였다. 평가기준은 시각적인 탈색 정도 변화로 측정하였으며, 탈색되는 정도를 0에서 -5으로 판별하였다 (0: 변화없음, -1: 아주 조금 옅어짐, -2: 약간 옅어짐, -3: 옅어짐, -4: 약간 색이 바램, -5: 색이 많이 바램).
결과는 표 1에 나타내었다.
|
실시예 |
비교예 |
1(녹차) |
2(지치) |
3(울금) |
4(홍화) |
2(울금) |
3(홍화) |
60일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
-4 |
90일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-2 |
-4 |
120일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-3 |
-4 |
150일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-3 |
-4 |
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물은 고온(45℃)에서 150일 이상 방치하여도 탈색되지 않은 반면, 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은 천연 색소를 함유하는 화장료 조성물은 색이 바래지는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 일반 천연 색소에 비해 고온 안정성이 매우 우수함을 알 수 있다.
2. 형광 안정성 실험
상기 실시예 1~4, 비교예 1 및 2에서 제조한 화장료 원료용 조성물을 형광등 하에서 방치하고, 60일, 90일, 120일, 150일 후에 탈색 정도를 관찰하였다. 평가기준은 시각적인 탈색 정도 변화로 측정하였으며, 탈색되는 정도를 0에서 -5으로 판별하였다 (0: 변화없음, -1: 아주 조금 옅어짐, -2: 약간 옅어짐, -3: 옅어짐, -4: 약간 색이 바램, -5: 색이 많이 바램).
결과는 표 2에 나타내었다.
|
실시예 |
비교예 |
1(녹차) |
2(지치) |
3(울금) |
4(홍화) |
1(지치) |
2(울금) |
60일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
-1 |
90일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-2 |
-2 |
120일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-2 |
-2 |
150일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-2 |
-3 |
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물은 형광등 하에서 150일 이상 방치하여도 탈색되지 않은 반면, 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은 천연 색소를 함유하는 화장료 조성물은 색이 약간 옅어지는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 일반 천연 색소에 비해 형광 안정성이 매우 우수함을 알 수 있다.
3. 일광 안정성 실험
상기 실시예 1~4, 비교예 2에서 제조한 화장료 원료용 조성물을 햇빛이 비치는 옥상에 방치하고, 1일, 3일, 5일 후에 탈색 정도를 관찰하였다. 평가기준은 시각적인 탈색 정도 변화로 측정하였으며, 탈색되는 정도를 0에서 -5으로 판별하였다 (0: 변화없음, -1: 아주 조금 옅어짐, -2: 약간 옅어짐, -3: 옅어짐, -4: 약간 색이 바램, -5: 색이 많이 바램).
결과는 표 3에 나타내었다.
|
실시예 |
비교예 2 (울금) |
1(녹차) |
2(지치) |
3(울금) |
4(홍화) |
1일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-1 |
3일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-3 |
5일 후 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-4 |
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물은 일광 하에서 5일 이상 방치하여도 탈색되지 않은 반면, 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은 천연 색소를 함유하는 화장료 조성물은 색이 바래지는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 일반 천연 색소에 비해 일광 안정성이 매우 우수함을 알 수 있다.
상기한 결과를 종합하면, 본 발명에 따른 천연색소를 염착한 셀룰로오스를 함유하는 화장료 원료용 조성물은 전통적인 천연 염색방법을 적용하지 않은 천연 색소를 함유하는 화장료 조성물에 비해 고온 안정성, 형광 안정성, 일광 안정성이 매우 우수함을 알 수 있다.