KR101052677B1 - 빠른 전상과 반투명한 외관을 갖는 마사지용 화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빠른 전상(phase transition)과 반투명한 외관을 갖는 마사지용 화장료 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 화장료 조성물은 빠른 전상에 의해 개선된 사용감을 제공할 수 있으며, 또한 반투명한 외관을 가짐으로써 보다 고급스러운 영양감을 제공할 수 있다.

마사지 크림*에멀젼*상 변이*전상속도*반투명

Description

빠른 전상과 반투명한 외관을 갖는 마사지용 화장료 조성물{Cosmetic composition for semi-transparent massage formulations susceptible to phase transition during skin application}

도 1은 전상 측정 전자칩의 형상을 나타낸 것이다.

도 2는 전상 측정 전자칩에 인조가죽을 부착시킨 정션팁(junction tip)을 보여주는 사진이다.

도 3은 전상 측정 전자칩의 구동을 위해 사용된 유변물성 측정장치를 보여주는 사진이다.

도 4는 전상 측정 전자칩을 이용하여 여러 물질들의 저항의 변화를 측정한 그래프이다.

도 5는 전상 측정 전자칩을 이용하여 계면활성화제의 종류에 따른 저항값의 변화를 측정한 그래프이다.

본 발명은 빠른 전상(phase transition)과 반투명한 외관을 갖는 마사지용 화장료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수중유형 에멀젼에 있어서의 계면 활성제의 종류와 함량, 및 수상의 비율을 조정함으로써 기존의 마시지 크림에 비해 전상이 빠르게 나타나고 반투명한 외관을 갖는 마사지용 화장료 조성물에 관한 것이다.

마사지 크림은 수상에 비해 유상의 비율이 더 많은 수중유 에멀젼의 일종으로, 이는 제품의 특성상 보다 많은 영양감과 보습력이 필요하며, 오일이 가지는 묵직한 사용감 때문이다. 마사지 크림의 이러한 기능과 사용감을 위해 많은 양의 영양 오일을 함유하게 된다. 많은 양의 오일을 유화(emulsification)시키기 위해서는 계면활성화제의 사용이 필수적이다.

마사지 크림의 사용감은 피부 도포시 가해지는 전단응력에 의해 일어나는 급격한 내부의 상 변이와 관련되어 있다. 마사지 크림을 피부 위에 도포하는 과정에서는 에멀젼 내상의 계면막을 깨뜨리기 위해서 일정 이상의 힘(전단응력)을 가해야 하기 때문에 손놀림이 뻑뻑하다. 하지만 일단 상 변이가 일어나게 되면 에멀젼의 내상에 있던 오일들이 외부로 나와 손놀림이 수월해지며 이때부터 오일 성분에 의한 마사지가 시작되는 것이다. 이처럼 마사지 크림에서의 전상(상 변이)을 일으키는데 필요한 최소한의 전단응력과 전상 속도는 제품의 사용감을 결정하게 되며 제품의 성능을 평가하는데 매우 중요한 요소로 작용하게 된다.

전상 속도를 빠르게 하기 위해서는 계면막을 이루는 계면활성화제의 종류와 함량이 중요하게 작용한다. 계면활성화제의 양이 너무 적게되면 상 변이는 빠르게 일어날 수 있으나, 에멀젼의 안정도 면에는 부정적 영향을 미치게 된다. 반대로 계면활성화제의 양이 많아지게 되면 점도가 높아지며 피부 자극감이 높아지게 된다. 그러나, 계면활성화제의 함량을 조정하여 전상 속도를 단축하기에는 연구의 범위를 너무 좁게 만드는 경향이 있다.

이에, 본 발명에서는 마사지 크림에서의 전상 속도를 단축할 수 있는 적정 계면활성화제를 찾기 위하여 예의 연구하여 왔다. 자체 개발한 전상 측정 칩을 이용하여(특허출원 제10-2003-0093695호) 계면활성화제의 종류를 달리하여 전단응력에 따른 마사지 크림의 상 변이 과정을 실시간으로 측정하였으며, 그 결과 가장 빠른 상 변이를 나타내는 계면활성화제의 조합을 찾아내고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 전상이 빠르게 나타나는 마사지용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마사지용 화장료 조성물은 계면활성화제로서 모노스테아린산폴리에틸렌글리콜과 글리세릴스테아레이트/폴리에틸렌글리콜(PEG)-100 스테아레이트를 함유하는 것을 특징으로 한다. 상기 마사지용 화장료 조성물은 수상 성분, 오일 성분, 폴리올 및 계면활성제를 포함하는 수중유형 에멀젼 제형을 갖는다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에서는, 자체 개발한 전상 측정 칩을 이용하여 마사지 크림에서의 전 상(phase transition) 속도를 정량적으로 측정하였다. 실험에 사용한 전상 측정 전자칩은 도 1과 도 2에 구조와 실험 장치를 나타내었다. 간략하게 설명하면, 에멀젼의 상 변이에 따라 일어나는 여러 가지 물리적 인자의 변화 중에서 전기 전도도의 변화를 측정하는 장치이다. 즉, 수중유(oil in water, 水中油) 에멀젼의 경우 일정 수준의 전기 전도도를 갖는데, 이것은 연속상을 이루는 물의 전기 전도도에 의한 것이다. 반면에, 외부에서 가해지는 전단응력에 의해 내상의 계면막이 깨지고 오일이 밖으로 유출되면 전체 계의 전기적 성질이 변하게 되고, 이를 측정함으로써 전상의 과정을 실시간으로 기록할 수 있는 것이다. 후술하는 실험예 1의 결과로부터 가해진 전단응력에 의해 일어나는 저항값의 변화는 에멀젼의 구조 및 성분비와 밀접한 상관관계가 있으며, 저항값 변화의 크기와 시간을 측정함으로써 에멀젼 내상의 거동을 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한, 저항값의 변화량은 내부 분산상의 함량과도 비례관계에 있음을 확인할 수 있었다.

본 발명에서는 이 장치를 이용하여 계면활성화제의 종류를 달리하여 전단응력에 따른 마사지 크림의 상 변이 과정을 실시간으로 측정하였다. 후술하는 실험예 2의 결과로부터, 모노스테아린산폴리에틸렌글리콜과 글리세릴스테아레이트/폴리에틸렌글리콜(PEG)-100 스테아레이트의 조합이 가장 빠른 상 변이 현상을 나타냄을 확인하였다. 실험에 따르면, 본 발명의 조성물은 동적 시간 경과 시험(dynamic time sweep test)에서 주파수(frequency) 50㎮, 변형(strain) 8×10⁵％, 축 사이 간격(gap size) 0.005㎜로 외부 힘을 가했을 때, 50초 이내에 저항값이 초기 저항값 대비 15배 이상 증가함으로써 전상이 빠르게 나타난다. 이로써, 마사지에 있어서 원활한 손놀림이 가능하며 개선된 사용감을 제공할 수 있다.

상기한 계면활성화제는 조성물 총 중량에 대해 1.0∼8.0중량％의 양으로 함유할 수 있다. 나아가, 본 발명에서는 상기한 계면활성화제의 조합을 유지하면서 수상의 함량을 15∼24중량％의 최소 범위로 조정함으로써 에멀젼의 투명도를 개선할 수 있음을 발견하였다.

수중유 에멀젼에 있어서 수상의 함량은 에멀젼의 안정성에 중요하게 작용한다. 수상의 함량이 너무 적은 경우에는, 상대적으로 내부 분산상의 비율이 증가하게 되어 전체 에멀젼의 점도를 화장료로는 받아들이기 어려울 만큼 높게 만들며, 제조 과정에서 에멀젼의 상분리(phase separation) 혹은 상역위(phase inversion)이 빈번하게 발생하여 상용화하기에 어려운 조건이라 할 수 있다. 반면에, 수상의 함량이 너무 많은 경우에는, 상대적으로 내부 분산상의 비율이 감소하게 되어 내부 상들간의 충돌 빈도가 낮아지게 되며 결과적으로 내부 상들 간의 합일 (coalescence)과 파괴(break-up)가 일어나기 어렵게 되어 오히려 상 변이를 늦추는 효과가 있다. 이는 후술하는 실험예 1의 결과에서도 확인할 수 있다. 이러한 실험 결과를 토대로 본 발명에서는 수상의 함량을 적정 범위로 조정하게 되었으며, 15∼24중량％의 범위에서 유지시키는 것이 가장 바람직한 결과를 보였다.

더욱이, 하기 표 1에서 보는 바와 같이, 물의 굴절률(1.33)은 조성물내의 오일(1.46)이나 폴리올의 굴절률(1.47)과는 많은 차이를 보인다. 즉, 물의 함량이 많아질수록 에멀젼은 점점 불투명해진다. 이는 실험예 3의 결과와도 상당히 일치한 다. 따라서, 가능한한 물의 함량을 줄이고 오일과 폴리올의 양을 늘림으로써 보다 투명한 에멀젼을 구현할 수 있다. 본 발명의 화장료 조성물에서는 수상의 함량을 상기한 최소 범위로 조정함으로써 기존의 마사지 크림에 비해 향상된 투명도를 가짐을 확인하였다. 이러한 반투명한 외관은 사용자에게 보다 고급스러운 영양감을 느끼게 해준다.

각 성분의 광 굴절률

성 분	굴절률
진공	1
20℃에서의 물	1.33
글리세린	1.47
실리콘유	1.41
미네랄유	1.46

또한, 본 발명에서는 보다 투명한 외관을 구현함과 동시에 상기한 계면활성화제와의 상용성을 고려하여, 오일의 종류와 함량 범위 및 폴리올의 종류와 함량 범위를 조정하였으나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 조성물에 사용되는 오일로는 하이드로제네이티드폴리데센, 디이소스테아릴말레이트, 펜타에리스리톨테트라-2-에틸헥사노에이트, 하이드로제네이티드폴리이소부텐, 바셀린, 디메티콘 등이 바람직하며, 50∼60중량％의 양으로 사용하는 것이 좋다. 또한, 폴리올로는 글리세린이나 부틸렌글리콜 등이 바람직하며, 15∼20중량％의 양으로 사용하는 것이 좋다.

이하, 실험예 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

<제조예 1>

투명한 25㎜×75㎜×1㎜ 크기의 슬라이드 글라스 위에 알루미늄을 500㎚ 두께로 코팅한 후, 사진식각(photolithography) 공정으로 패터닝하여 전자칩을 제조하였다. 칩의 구조는 도 1에 나타내었다. 전극 사이에는 10㎜의 간격이 있으며, 이 전극은 유리 칩 끝부분까지 얇은 선으로 연결되어 있다.

<실험예 1>

본 실험은 에멀젼에 가해지는 전단응력에 따른 계의 전기적 성질의 변화를 측정하여, 에멀젼의 구조와 전기적 성질과의 연관관계를 알아보기 위한 것이다.

실험에서는 상기 제조예 1의 전자칩과 인조가죽을 접착제를 이용하여, 도 2에서 보는 바와 같이, 정션팁(junction tip)에 부착하였다. 이렇게 전자칩과 인조가죽이 부착된 정션팁을, 도 3에서와 같이, 유변물성 측정장치(rheometer)에 장착하였다. 이때, 유변물성 측정장치는 RMS사의 rheometrics를 사용하였으며, 전압계는 태광 TM-502TR을 사용하여 전자칩 양쪽 끝에 전압계를 연결하고 저항의 변화를 실시간으로 측정하였다.

실험조건은 주파수 50㎮, 변형(strain) 8×10⁵％로 3분간 실험을 수행하였다.

또한, 사용한 에멀젼은 수중유 에멀젼의 경우 연속상을 이루는 수상의 함량을 35％, 80％로 하였고, 유중수 에멀젼의 경우 수상의 함량을 90％로 하였다. 대조군으로서, 순수 물을 사용하였다. 실험의 결과를 도 4에 나타내었다.

도 4에서 보는 바와 같이, 수중유(O/W, water 35％) 제형의 경우 전단응력이 가해짐에 따라 저항값이 크게 증가하였다. 이것은 전단응력에 의해 계면막이 파괴되어 내상의 오일이 흘러나왔기 때문이다. 즉, 초기에는 물이 연속상을 이루어 전기를 통하게 되었지만, 계면막이 파괴되면서 내상의 오일이 흘러나와 물과 섞이게 되면서 전도도가 감소하다가 결국 전기가 흐르지 않게 되는 것이다.

반면, 유중수(W/O, water 90％) 제형의 경우, 초기에는 전도도가 낮은 오일이 연속상을 이루어 전기가 흐르지 않지만, 전단응력에 의해 내상의 계면막이 파괴되면서 물이 흘러나와 전기가 흐르게 되는 것이다.

한편, 수상의 함량이 많은 수중유(O/W, water 80％) 제형의 경우 전단응력에 의해 저항값이 증가하기는 하지만, 그 증가량이 크지 않음을 볼 수 있었다. 이것은 수상의 양이 오일의 양에 비해 지배적으로 많기 때문에 전단응력에 의한 오일의 유출이 전체 전도도에 큰 영향을 미치지 못하기 때문이다.

또한, 전체 실험에 대한 대조군으로서 순수한 물에 대한 저항값은, 전단응력에 관계없이 항상 일정함을 확인하였다. 즉, 내부 분산상이 없는 전도체의 경우 전단응력이 저항값에 아무런 영향을 주지 못하는 것을 의미하는 것이다.

이상의 실험으로, 가해진 전단응력에 의해 일어나는 저항값의 변화는 에멀젼의 구조 및 성분비와 밀접한 상관관계가 있으며, 저항값 변화의 크기와 시간을 측 정함으로써 에멀젼 내상의 거동을 예측할 수 있음을 확인하였다. 또한, 저항값의 변화량은 내부 분산상의 함량과도 비례관계에 있음을 확인할 수 있었다.

<실험예 2>

실험예 1의 결과를 토대로, 본 실험에서는 상기한 전상 측정 전자칩을 이용하여, 계면활성화제의 종류를 달리하여 전단응력에 따른 마사지 크림의 상 변이 과정을 측정하였다.

실험 조건은 실험예 1에서와 동일하게 하였으며, 실험에 사용된 에멀젼의 조성은 하기 표 2에 정리하였다. 실험의 결과는 도 5에 나타내었다.

성 분	#1	#2	#3
마이크로크리스탈린납(Microcrystalline wax)	2	2	2
모노스테아린산폴리에틸렌글리콜 (Polyethyleneglycol monostearate)	2.2	0	0
글리세릴스테아레이트/PEG-100 스테아레이트 (Glyceryl stearate/PEG-10 stearate)	1.5	0	1.5
모노스테아린산폴리옥시에틸렌솔비탄(20E.O) (Polyoxyethylene sorbitan monostearate (20E.O))	0	2.2	0
솔비탄 스테아레이트(Sorbitan stearate)	0	1.5	0
세테아릴알코올/세테아릴글루코사이드 (Cetearyl alcohol/cetearyl glucoside)	0	0	2.2
하이드로제네이티드 폴리데센 (Hydrogenated polydecene)	20.78	20.78	20.78
펜타에리스리톨테트라-2-에틸헥사노에이트 (Pentaerythritol tetra-2-ethylhexanoate)	8.5	8.5	8.5
하이드로제네이티드 폴리이소부텐(Hydrogenated polyisobutene)	25	25	25
정제수	30	30	30
EDTA-2Na	0.02	0.02	0.02
글리세린	10	10	10
총 량	100	100	100

도 5에서 보는 바와 같이, #1, #2, #3 모두 기준으로 삼았던 비교 제품(counter cream)보다 빠른 상 변이 현상을 보였으며, 그 중 #1이 가장 빠른 상 변이 현상을 보였다. #2와 #3 처방은 비슷한 정도의 상 변이 속도를 보였다.

본 실험을 통해 모노스테아린산폴리에틸렌글리콜과 글리세릴스테아레이트/폴리에틸렌글리콜(PEG)-100 스테아레이트의 조합이 가장 빠른 상 변이를 나타냄을 알 수 있었다.

<실험예 3>

본 실험은, 실험예 2에서 선정된 계면활성화제 조합을 유지하면서, 오일과 폴리올 및 수상의 조성을 변화시키면서 각각의 투명도의 변화를 분석한 것이다.

실험에 사용된 에멀젼의 조성은 하기 표 3에 정리하였다.

투명도는 1∼5의 척도로 평가하였으며, 5가 가장 투명한 것이며, 1이 가장 불투명한 것이다. 투명도의 평가는 육안으로 하였다. 실험의 결과는 하기 표 4에 정리하였다.

성 분	#1	#2	#3	#4	#5	#6	#7
세테아릴알코올(Cetearyl alcohol)	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2
마이크로크리스탈린납 (Microcrystalline wax)	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3
모노스테아린산폴리에틸렌글리콜 (Polyethyleneglycol monostearate)	3.2	3.2	3.2	3.2	3.2	3.2	3.2
글리세릴스테아레이트/PEG-100스테아레이트 (Glyceryl stearate/PEG-10 stearate)	2	2	2	2	2	2	2
파라옥시안식향산메틸	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
파라옥시안식향산프로필	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
하이드로제네이티드폴리데센 (Hydrogenated polydecene)	7	7	7	7	7	7	7
디이소스테아릴말레이트(Diisostearyl malate)	3	3	4	3	6	3	2
펜타에리스리톨테트라-2-에틸헥사노에이트 (Pentaerythritol tetra-2-ethylhexanoate)	5	5	7	6	5	6	7
하이드로제네이티드폴리이소부텐 (Hydrogenated polyisobutene)	20	20	22	21	22	21	22
바셀린	13	13	13	13	13	13	13
디메티콘(Dimethicone)	5	5	5	5	5	5	5
정제수	23.5	18.5	18.5	19.5	18.5	21.5	20.5
EDTA-2Na	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
글리세린	15	20	15	17	15	15	15
트리에탄올아민	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
폴리아크릴아마이드/C13-C14이소파라핀/라우레스-7 (Polyacrylamide/C13-C14 isoparaffin/laureth-7)	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
총 량	100	100	100	100	100	100	100

각 시료의 오일 및 폴리올의 함량에 따른 에멀젼의 투명도

	조 성			투명도
시료 번호	오일의 양	폴리올의 양	오일+폴리올의 양	(1-5)
#1	53	15	68	1
#2	53	20	73	5
#3	58	15	73	4
#4	55	17	72	2
#5	58	15	73	4
#6	56	15	71	2.5
#7	55	15	70	3

표 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 오일+폴리올의 함량이 많을수록, 즉, 수상의 함량이 적을수록 투명한 외관을 나타내었다. 이는 오일과 폴리올의 굴 절률은 각각 1.46, 1.47로 유사한데 반하여, 물의 굴절률은 1.33으로, 에멀젼의 내상을 이루는 성분들과의 굴절률 차이에서 비롯되었다고 볼 수 있다. 따라서, 수상의 함량을 가능한한 최소 범위로 조정함으로써 보다 투명한 에멀젼을 얻을 수 있다. 실험에서는 #2번 에멀젼이 가장 투명한 외관을 보였으며, #1번 에멀젼이 가장 불투명한 외관을 보였다. 그러나, 현재 시중에서 판매되고 있는 마사지 크림의 투명도가 1 정도의 값을 나타냄을 고려하면, 본 발명의 조성물이 기존의 마사지 크림에 비해 향상된 투명도를 갖는다고 할 수 있다.

본 발명에 따른 마사지용 화장료 조성물은 계면활성화제로서 모노스테아린산폴리에틸렌글리콜과 글리세릴스테아레이트/폴리에틸렌글리콜(PEG)-100 스테아레이트를 함유함으로써, 기존의 마사지 크림에 비해 전상이 빠르게 나타나며, 이로써 마사지에 있어서 원활한 손놀림이 가능하며, 개선된 사용감을 제공할 수 있다. 나아가, 수상의 함량을 최소 범위로 조정함으로써 기존의 마사지 크림에 비해 향상된 투명도를 가지며, 이로써 사용자에게 보다 고급스러운 영양감을 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 수상 성분, 오일 성분, 폴리올 및 계면활성제를 포함하는 수중유형 에멀젼 제형을 갖는 마사지용 화장료 조성물에 있어서,

   상기 계면활성화제로서 모노스테아린산폴리에틸렌글리콜과 글리세릴스테아레이트/폴리에틸렌글리콜(PEG)-100 스테아레이트를 함유하고,

   상기 수상의 함량을 조성물 총 중량에 대해 15∼24중량％의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 계면활성화제를 조성물 총 중량에 대해 1.0∼8.0중량％의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 오일 성분은 하이드로제네이티드폴리데센, 디이소스테아릴말레이트, 펜타에리스리톨테트라-2-에틸헥사노에이트, 하이드로제네이티드폴리이소부텐, 바셀린 및 디메티콘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로서, 조성물 총 중량에 대해 50∼60중량％의 양으로 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 폴리올은 글리세린 또는 부틸렌글리콜로서 조성물 총 중량에 대해 15∼20중량％의 양으로 함유되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 동적 시간 경과 시험(dynamic time sweep test)에서 주파수(frequency) 50㎮, 변형(strain) 8×10⁵％, 축 사이 간격(gap size) 0.005㎜로 외부 힘을 가했을 때, 50초 이내에 저항값이 초기 저항값 대비 15배 이상 증가하는 전상을 나타냄을 특징으로 하는 화장료 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 반투명한 외관을 나타냄을 특징으로 하는 화장료 조성물.
8. 계면활성화제로서 모노스테아린산폴리에틸렌글리콜과 글리세릴스테아레이트/폴리에틸렌글리콜(PEG)-100 스테아레이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 마사지용 화장료 조성물의 제조방법.

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