KR101973057B1 - 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 방법은, 보습제, 한천, 방부액 및 정제수를 포함하는 출발물질을 혼합하여 막재를 제조하는 막재 제조 단계; 오일 및 상기 제조된 막재를 혼합하여 캡슐을 제조하는 캡슐 제조 단계; 및 상기 제조된 캡슐을 세척시키는 캡슐 세척 단계를 포함할 수 있다.

Description

화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법{CAPSULE FOR COSMETICS AND METHOD OF MENUFACTURING THEREOF}
이하, 실시예들은 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
캡슐화(encapsulation)는 비가시적인 마이크로 캡슐화와 가시적인 매크로 캡슐화로 크게 2가지로 분류된다. 이러한 캡슐화 기술은 의약품, 식품, 종이 인쇄, 섬유, 도료, 건축, 전자 및 화장품 등 여러 분야에서 캡슐의 내부 물질을 보호하거나 방출 속도를 제어하는 데 사용되고 있다. 화장품용 캡슐에는 경질 캡슐, 연질 캡슐, 비드 타입 캡슐 및 젤라틴 캡슐이 있다.
한국 공개특허공보 제10-1996-0009639호는 오일을 함유하는 화장품용 마이크로 캡슐을 개시하고 있다.
일 실시예에 따른 목적은 캡슐 내 오일을 안정적으로 트랩하는 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 캡슐 내 오일층의 편심이 최소화되는 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 화장품의 발림성을 향상시키는 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 방법은, 보습제, 한천, 방부액 및 정제수를 포함하는 출발물질을 혼합하여 막재를 제조하는 막재 제조 단계; 오일 및 상기 제조된 막재를 혼합하여 캡슐을 제조하는 캡슐 제조 단계; 및 상기 제조된 캡슐을 세척시키는 캡슐 세척 단계를 포함할 수 있다.
상기 보습제는, 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.05wt% 내지 0.60wt%일 수 있다.
상기 한천은, 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.6wt%일 수 있다.
상기 한천은, 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.4wt%일 수 있다.
상기 방부액은, 0.001wt% 내지 0.5wt%인 헥산디올, 0.001wt% 내지 0.05wt%인 에틸헥실글리세린, 0.001wt% 내지 9.0wt%인 프로판디올, 0.001wt% 내지 0.4wt%인 페녹시에탄올 및 나머지 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 막재 제조 단계는, 90℃ 내지 100℃의 정제수에 상기 한천을 투입한 혼합물을 패들로 140rpm 내지 150rpm으로 균질화하는 제1균질화 단계; 및 균질화된 혼합물의 온도를 60℃ 내지 70℃로 하강시키고 호모믹서(homomixer)로 80rpm 내지 100rpm으로 균질화하는 제2균질화 단계를 포함할 수 있다.
상기 막재 제조 단계는, 상기 제조된 막재의 점도가 60℃ 내지 65℃에서 30cps 내지 2000cps의 범위 내인지 여부를 측정하는 점도 측정 단계를 포함할 수 있다.
상기 캡슐 제조 단계는, 상기 오일에 동일한 부피의 제조된 막재를 단속적으로 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 캡슐 세척 단계는, 상기 제조된 캡슐 및 알코올을 0.8 내지 1.2의 중량비로 교반하는 제1후처리 단계를 포함할 수 있다.
상기 캡슐 세척 단계는, 상기 제1후처리 단계 이후에 제1후처리 된 캡슐 및 방부액을 0.8 내지 1.2의 중량비로 교반하는 제2후처리 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 화장품용 캡슐은, 보습제, 화장품 원료, 방부액 및 나머지 정제수를 포함하는 출발물질로부터 제조되는 외막; 및 상기 외막의 중심부에 위치되고 오일을 트랩하는 오일층을 포함하고, 상기 외막의 직경은 2.0mm~10.0mm이고, 상기 오일층의 직경은 0.5mm~8.0mm일 수 있다.
상기 보습제는 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.05wt% 내지 0.60wt%일 수 있다.
상기 보습제는, 히알론산, 피롤리돈카르본산, 글리세린, 디글리세린 및 폴리글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 화장품 원료는, 카라기난, 팩틴 및 한천으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 방부액은, 헥산디올, 에틸헥실 글리세린, 프로판디올, 페녹시에탄올, 히드록시아세토페논, 글리세릴카프릴레이트, 카프릴릴글라이콜, 페네틸알코올, 소르빈산칼륨 및 벤조산나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
일 실시예에 따른 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법의 제조 방법은 캡슐 내 오일을 안정적으로 트랩할 수 있다.
일 실시예에 따른 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법의 제조 방법은 캡슐 내 오일층의 편심이 최소화될 수 있다.
일 실시예에 따른 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법의 제조 방법은 화장품의 발림성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 화장품용 캡슐 및 이의 제조 방법의 제조 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 형상을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 막재 제조 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 막재 제조기 가동 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 캡슐 제조 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 캡슐 세척 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 형상을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐(1)은 외막(11) 및 외막(11)의 내부에 위치되는 오일을 감싸는 오일층(12)을 포함할 수 있다.
외막(11)은 보습제, 화장품 원료, 방부액 및 나머지 정제수를 포함하는 출발물질로부터 제조될 수 있다.
보습제는 화장품에 사용되는 물질로서 사용자가 화장품을 사용할 때 사용자의 피부를 보습할 수 있다. 보습제는 히알론산, 피롤리돈카르본산, 글리세린, 디글리세린 및 폴리글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이 경우, 보습제에 화장품 원료와, 방부액과, 정제수를 첨가함으로써 보습제의 끈적거림이 억제됨과 동시에 화장품용 캡슐(1)이 포함된 화장품이 사용자의 손에 도포되었을 때, 도포된 손에 물이 묻더라도 윤활성이 억제될 수 있다. 이와 같은 성분에 따르면, 사용자의 피부에 보습성을 제공하고, 피부의 수분을 유지하는 능력을 향상시킴으로써 사용자의 촉촉한 촉감을 지속시킬 수 있다.
화장품 원료는 사용자가 화장품용 캡슐(1)이 포함된 화장품을 사용할 때, 화장품의 발림성을 제공할 수 있다. 화장품 원료는 카라기난, 팩틴 및 한천으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 일 실험예에서, 카라기난 0.05wt%~0.2wt%를 사용한 경우에 화장품용 캡슐(1)의 발림성이 향상되지 않았다. 일 실험예에서, 팩틴 0.1wt%~0.5wt%를 사용한 경우에 화장품용 캡슐의 발림성이 향상되지 않았다. 결국, 단일 성분으로서 한천만으로 구성되는 화장품 원료를 사용한 경우에 발림성이 향상되면서 외막의 내부에 위치된 오일층의 편심이 감소될 수 있다.
방부액은 화장품용 캡슐(1)이 포함된 화장품에서 발생할 수 있는 미생물의 수치를 기준 수치보다 낮게 유지시킬 수 있다. 방부액은 헥산디올, 에틸헥실 글리세린, 프로판디올, 페녹시에탄올, 히드록시아세토페논, 글리세릴카프릴레이트, 카프릴릴글라이콜, 페네틸알코올, 소르빈산칼륨 및 벤조산나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
오일층(12)은 내부에 오일을 트랩할 수 있다. 여기서, 오일은 화장품에 사용되는 오일 성분일 수 있다. 예를 들어, 오일은 에센셜 오일(essential oil), 천연 오일(natural oil), 홍삼 오일(red ginseng oil) 등 기능성을 구비한 지용성 오일일 수 있다. 오일층(12)이 오일을 트랩하는 경우, 오일층(12)은 외막(11)의 내부에 위치될 수 있다. 이에 따라, 화장품용 캡슐(1)의 단면은 전체적으로 이중 캡슐의 형상을 구비할 수 있다. 일반적인 화장품의 경우에 보관 시 오일 성분과 물 성분의 층 분리가 발생할 수 있으며, 이에 따라 화장품 성분들이 화장품의 전체에서 균일하게 분포되어 있지 않아 화장품 성분들이 제 기능을 발휘하지 못할 수 있다. 다시 말하면, 내부에 오일을 트랩하는 오일층(12)이 외막(11)에 의하여 둘러싸여 있는 화장품용 캡슐(1)의 경우, 트랩된 오일과 이를 둘러싸는 물 성분이 균일하게 분포되어 있어 화장품용 캡슐(1)이 포함된 화장품에 함유된 화장품 성분들이 제 기능을 발휘할 수 있다. 결국, 일반 로션 등에 첨가되는 에센스의 경우 층분리를 방지하기 위하여 유화제의 사용이 필수적인 반면, 이중층의 화장품용 캡슐의 경우 유화제를 사용하지 않고도 내부에 오일을 안정적으로 트랩할 수 있다.
화장품용 캡슐(1)을 제조하는 공정 동안 화장품용 캡슐(1)의 형태를 온전히 보전할 필요성이 있다. 이에, 화장품용 캡슐(1)의 파괴를 방지하기 위하여 외막(11)의 중심부로부터 오일층(12)이 벗어난 정도인 편심 정도가 중요하고, 이러한 편심 정도를 결정하기 위하여 외막(11)의 직경(R1) 및 오일층(12)의 직경(R2)의 설정이 중요하다. 편심 정도에 관하여, 외막(11)의 직경(R1)과 오일층(12)의 직경(R2)의 차이가 약 0.3mm 미만인 경우를 편심이 심하다고 정의한다. 편심 정도를 측정하는 실험 방법은 다음과 같다.
1. 캡슐을 랜덤하게 (2~3개 정도) 샘플링(sampling)한다.
2. 캡슐을 반으로 자른다.
3. 반으로 잘린 캡슐의 내부 물질(예를 들어, 오일)을 종이(예를 들어, 유산지)로 흡수한다.
4. 현미경을 이용하여 반으로 잘린 캡슐의 단면을 모니터링한다.
5. 캡슐의 외막(11)과 오일층(12)의 외부면 사이의 거리(d)를 측정한다.
6. 측정된 거리(d)가 약 0.3mm 미만인 경우인지 여부를 검사한다.
일 실험예에서, 외막(11)의 직경(R1)이 2.0mm 미만이거나 오일층(12)의 직경(R2)이 0.5mm 미만인 경우에 오일층(12)이 외막(11)의 중심부에 대하여 편심되는 정도, 즉 외막(11)의 직경(R1)과 오일층(12)의 직경(R2)의 차이가 0.3mm 미만임을 확인하였다. 또한, 외막(11)의 직경(R1)이 10.0mm 초과이거나 오일층(12)의 직경(R2)이 8.0mm 초과인 경우에 외막(11)의 직경(R1)과 오일층(12)의 직경(R2)의 차이가 0.3mm 미만임을 확인하였다. 위와 같은 실험예들을 종합한 결과, 외막(11)의 직경(R1)은 2.0mm~10.0mm이고 오일층(12)의 직경(R2)은 0.5mm~8.0mm인 경우에 외막(11)에 대한 오일층(12)의 편심이 감소될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 시스템(2)은 향액 하우징(21), 막재 하우징(22), 캡슐 형성부(23), 캡슐 이송 라인(24), 제1MCT저장부(25), 캡슐 저장부(26) 및 제2MCT저장부(27)를 포함할 수 있다.
향액 하우징(21)은 화장품용 캡슐의 내부에 트랩되는 향액, 구체적으로는 오일을 저장할 수 있다.
막재 하우징(22)은 제조된 막재를 저장할 수 있다. 막재 하우징(22)의 내부에는 막재 패들(221)이 설치되어 제조된 막재를 지속적으로 휘저을 수 있다.
캡슐 형성부(23)는 제조된 막재 및 향액을 혼합하여 화장품용 캡슐을 형성할 수 있다. 캡슐 형성부(23)는 제조된 막재가 공급되어 막재의 온도를 높이는 히터(231) 및 제조된 막재와, 공급되는 향액을 혼합하여 화장품용 캡슐을 형성하는 노즐(232)을 포함할 수 있다. 캡슐 형성부(23)는 향액 이송 라인(212)을 통하여 향액 하우징(21)에 연결되고 막재 이송 라인(222)을 통하여 막재 하우징(22)에 연결되고, 향액 이송 라인(212) 상에는 향액 공급 펌프(213)가 설치되고 막재 이송 라인(222) 상에는 막재 공급 펌프가 설치될 수 있다. 이 경우, 향액 공급 펌프(213)는 캡슐 형성부(23)에 향액을 단속적으로 공급할 수 있다.
캡슐 이송 라인(24)은 형성된 캡슐을 이송할 수 있다. 캡슐 이송 라인(24)의 일 단은 캡슐 형성부(23)에 연결되고 타 단으로 형성된 캡슐이 배출될 수 있다. 캡슐 이송 라인(24)을 따라 MCT 용액이 유동할 수 있고 MCT 용액을 따라 형성된 캡슐이 캡슐 이송 라인(24)을 따라 이동할 수 있다. 이 경우, 캡슐의 형태가 온전하게 보전될 수 있다.
제1MCT저장부(25)는 캡슐 이송 라인(24) 상에 설치되어 캡슐 이송 라인(24)을 따라 유동하는 MCT 용액이 일시적으로 저장될 수 있다. 제1MCT저장부(25)는 MCT 용액이 저장되는 제1MCT용기(251) 및 제1MCT용기(251)에 설치되고 캡슐과 MCT 용액을 분리하는 캡슐 분리기(252)를 포함할 수 있다.
캡슐 저장부(26)는 캡슐 이송 라인(24)을 따라 이동되고 캡슐 분리기(252)로부터 분리되는 캡슐이 저장될 수 있다.
제2MCT저장부(27)는 캡슐 분리기(252)로부터 분리되는 MCT 용액을 공급받아 MCT 용액을 일시적으로 저장하고 냉각시킬 수 있다. 제2MCT저장부(27)는 MCT 이송 라인(254)에 연결될 수 있다. MCT 이송 라인(254) 상에는 제1MCT저장부(25)로부터 제2MCT저장부(27)로 MCT 용액을 이송시키는 MCT 이송 펌프(15)가 설치될 수 있다. 제2MCT저장부(27)는 MCT 이송 라인(254)에 연결되어 MCT 용액을 공급받아 MCT 용액을 일시적으로 저장하는 제2MCT용기(271) 및 제2MCT용기(271)의 내부에 저장된 MCT 용액을 냉각시키는 적어도 하나 이상의 냉각기(272)를 포함할 수 있다. 여기서 냉각기(272)는 냉각 효율 증대를 위하여 복수 개가 마련될 수 있다. 제2MCT저장부(27)에 저장되고 냉각된 MCT 용액은 MCT 공급 라인(255) 상에 설치된 MCT 공급 펌프(256)에 의하여 MCT 공급 라인(255)을 따라 다시 캡슐 이송 라인(24)으로 공급되어 캡슐 형성부(23)로부터 형성된 캡슐을 이송시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 화장품용 캡슐의 제조 방법은 막재 제조 단계(S100)와, 캡슐 제조 단계(S200)와, 캡슐 세척 단계(S300)와, 포장 및 제품화 단계(S400)를 포함할 수 있다.
막재 제조 단계(S100)는 화장품용 캡슐의 외막을 이루는 성분인 막재(막을 이루는 물질)들을 칭량하고 칭량된 막재들의 중량 조성비에 따라 막재를 제조하는 단계일 수 있다. 캡슐 제조 단계(S200)는 제조된 막재와 향액(e.g. 오일)을 혼합하여 캡슐을 형성하는 단계일 수 있다. 이 경우, 제조된 막재는 화장품용 캡슐의 외막을 이루고, 향액은 외막의 내부에 위치되어 트랩될 수 있다. 캡슐 세척 단계(S300)는 형성된 화장품용 캡슐을 세척하는 단계로서, 화장품용 캡슐로부터 MCT를 제거하고 화장품용 캡슐에 방부성을 제공할 수 있고, 캡슐의 외막에 탄력을 부여하고 캡슐로 수분의 과도한 흡수를 방지할 수 있다. 포장 및 제품화 단계(S400)는 세척된 화장품용 캡슐과 기타 화장품 원료를 기 설정된 조성비에 따라 배합하여 화장품으로 포장하고 제품화하는 단계일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 막재 제조 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 막재 제조기 가동 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 막재 제조 단계(S100)는, 막재 칭량 단계(S110), 막재 배합 단계(S120), 막재 점도 검사 단계(S130) 및 막재 배출 단계(S140)를 포함할 수 있다.
막재 칭량 단계(S110)는 화장품용 캡슐의 외막을 구성하는 막재의 중량을 측정하는 단계일 수 있다. 여기서, 막재는 보습제, 한천을 기반으로 하는 화장품 원료, 방부액 및 나머지 정제수를 포함하는 출발물질을 혼합하여 제조될 수 있다. 보습제, 화장품 원료 및 방부액의 중량이 정제수의 중량에 비하여 클수록 막재의 점도가 증가할 수 있다.
막재 배합 단계(S120)는 기 설정된 조성비에 따라 막재를 이루는 성분들을 혼합할 수 있다. 화장품용 캡슐을 사용할 때 보습성을 발휘함과 동시에 발림성을 향상시키면서도, 캡슐 제조 과정 동안 연질의 캡슐 외막이 파괴되지 않고 형태를 온전히 유지하기 위하여, 막재를 이루는 성분들인 보습제, 한천, 방부액 등의 중량 비율이 중요하다.
보습제는 출발물질의 전체 중량 대비 0.05wt% 내지 0.60wt%일 수 있다. 이와 같은 성분비에 의하면, 사용자가 화장품용 캡슐이 포함된 화장품을 사용할 때 사용자의 피부를 보습하여 피부의 탄력을 개선할 수 있다.
화장품 원료는 화장품용 캡슐의 외부를 이루는 외막을 굳게하여 외막의 내부에 트랩된 오일을 보호할 수 있다. 화장품 원료는 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.6wt%, 바람직하게는 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.4wt%일 수 있다.
이와 관련하여, 아래의 표 1은 한천의 중량을 출발물질의 전체 중량 대비 1.0wt%로 고정하고 보습제 중 하나인 히알론산의 중량을 다르게 하여 실험한 결과이다. 이 때, 화장품용 캡슐의 외막의 직경을 2.0mm 내지 10.0mm으로, 오일층의 직경을 0.5mm 내지 8.0mm으로 설정하였다. 여기서, 편심 정도는 화장품용 캡슐에서 외막의 중심부에 대하여 오일층이 편심된 정도를 나타낸 것이다.
히알론산의 중량(wt%) 한천(wt%) 화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 편심 정도
0.20 1.0 제조 가능 보통
0.40 1.0 제조 가능 보통
0.60 1.0 제조 가능 보통
0.62 1.0 제조 불가 -
표 1에 의하면, 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량을 일정하게 유지한 상태에서 히알론산의 중량 비율을 다르게 한 결과, 출발물질의 전체 중량 대비 히알론산의 중량이 0.60wt% 이하에서 화장품용 캡슐의 제조가 가능했으며, 편심의 정도는 심하지 않았다.
아래의 표 2는 한천의 중량을 출발물질의 전체 중량 대비 1.0wt%로 고정하고 보습제 중 하나인 글리세린의 중량을 다르게 하여 실험한 결과이다.
글리세린의 중량(wt%) 한천(wt%) 화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 편심 정도
0.05 1.0 제조 가능 보통
0.10 1.0 제조 가능 보통
0.15 1.0 제조 가능 보통
0.20 1.0 제조 가능 없음
표 2에 의하면, 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량을 일정하게 유지한 상태에서 글리세린의 중량 비율을 다르게 한 결과, 출발물질의 전체 중량 대비 글리세린의 중량이 0.05wt% 내지 0.20wt%에서도 화장품용 캡슐의 제조가 가능했으며, 편심의 정도는 보통이거나 심하지 않았다.
이와 같은 결과는, 화장품용 캡슐의 외막을 이루는 성분의 하나인 보습제의 중량이 일정 범위 내에 있어야만 제조가 가능하고, 그 외의 수치 범위에서는 제조 자체가 불가능하여 보습 기능을 수행할 수 없다는 점을 나타낸다.
화장품 원료(e.g. 한천)는 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.6wt%일 수 있다. 이와 같은 성분비에 의하면, 화장품용 캡슐에서 외막의 중심부에 위치되는 오일을 트랩하는 오일층의 편심 정도(외막의 중심점과 오일층의 중심점 사이의 거리)가 감소될 수 있다.
이와 관련하여, 아래의 표 3 및 표 4는 출발물질의 전체 중량 대비 히알론산의 중량을 0.40wt%와 0.60wt%로 각각 고정하고 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량을 다르게 하여 실험한 결과이다. 이 경우에도, 화장품용 캡슐의 외막의 직경을 2.0mm 내지 10.0mm으로, 오일층의 직경을 0.5mm 내지 8.0mm으로 설정하였다.
히알론산의 중량(wt%) 한천(wt%) 화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 편심 정도
0.40 0.6 제조 불가 -
0.40 0.8 제조 가능 심함
0.40 1.0 제조 가능 보통
0.40 1.2 제조 가능 보통
0.40 1.5 제조 가능 없음
히알론산의 중량(wt%) 한천(wt%) 화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 편심 정도
0.60 0.6 제조 불가 -
0.60 0.8 제조 가능 심함
0.60 1.0 제조 가능 보통
0.60 1.2 제조 가능 보통
0.60 1.5 제조 가능 없음
표 3 및 표 4에 의하면, 출발물질의 전체 중량 대비 보습제 중 하나인 히알론산의 중량이 0.40wt%와 0.60wt%인 경우에, 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량 비율을 증가시킴에 따라 편심의 정도가 감소되었다.
아래의 표 5 및 표 6은 출발물질의 전체 중량 대비 글리세린의 중량을 0.10wt%와 0.20wt%로 각각 고정하고 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량을 다르게 하여 실험한 결과이다.
글리세린의 중량(wt%) 한천(wt%) 화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 편심 정도
0.10 0.6 제조 불가 -
0.10 0.7 제조 가능 보통
0.10 1.0 제조 가능 보통
0.10 1.2 제조 가능 보통
0.10 1.5 제조 가능 없음
글리세린의 중량(wt%) 한천(wt%) 화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 편심 정도
0.20 0.6 제조 불가 -
0.20 0.7 제조 가능 보통
0.20 1.0 제조 가능 보통
0.20 1.2 제조 가능 보통
0.20 1.5 제조 가능 없음
표 5 및 표 6에 의하면, 출발물질의 전체 중량 대비 보습제 중 하나인 글리세린의 중량이 0.10wt%와 0.20wt%인 경우에, 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량 비율을 증가시킴에 따라 편심의 정도가 감소되었다.
편심이 증가되면 막재를 이용하여 화장품용 캡슐을 제조하는 과정에서 화장품용 캡슐의 외막이 파괴되므로 캡슐의 제조 자체가 불가능하거나 제조되더라도 캡슐이 제 기능을 발휘할 수 없다. 결론적으로, 위의 실험예들은 미리 결정된 보습제의 중량 비율에서 한천의 중량 비율을 증가시킴으로써 편심을 감소시킬 수 있음을 나타낸다.
한천은 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.4wt%일 수 있다. 이와 같은 성분비에 의하면, 사용자가 화장품용 캡슐이 포함된 화장품을 사용할 때 발림성이 향상될 수 있다.
이와 관련하여, 아래의 표 7 및 표 8은 출발물질의 전체 중량 대비 히알론산의 중량을 0.40wt%와 0.60wt%로 각각 고정하고 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량을 다르게 하여 발림성을 실험한 결과이다. 이 경우에도, 화장품용 캡슐의 외막의 직경을 2.0mm 내지 10.0mm이고 오일층의 직경을 0.5mm 내지 8.0mm으로 설정하였다.
히알론산의 중량(wt%) 한천(wt%) 발림성
0.40 0.6 -
0.40 0.7 보통
0.40 1.0 보통
0.40 1.2 나쁨
0.40 1.5 나쁨
히알론산의 중량(wt%) 한천(wt%) 발림성
0.60 0.6 -
0.60 0.7 보통
0.60 1.0 보통
0.60 1.2 보통
0.60 1.5 나쁨
표 7 및 표 8에 의하면, 보습제 중 하나인 히알론산의 중량 비율이 0.40wt% 내지 0.60wt%인 경우에, 한천의 중량이 0.7wt% 내지 1.4wt%에서 화장품의 발림성이 향상되었다.
또한, 아래의 표 9 및 표 10은 출발물질의 전체 중량 대비 글리세린의 중량을 0.10wt%와 0.20wt%로 각각 고정하고 출발물질의 전체 중량 대비 한천의 중량을 다르게 하여 발림성을 실험한 결과이다.
글리세린의 중량(wt%) 한천(wt%) 발림성
0.10 0.6 -
0.10 0.7 좋음
0.10 1.0 보통
0.10 1.2 보통
0.10 1.5 나쁨
글리세린의 중량(wt%) 한천(wt%) 발림성
0.20 0.6 -
0.20 0.7 좋음
0.20 1.0 좋음
0.20 1.2 보통
0.20 1.5 나쁨
표 9 및 표 10에 의하면, 보습제 중 하나인 글리세린의 중량 비율이 0.10wt% 내지 0.20wt%인 경우에, 한천의 중량이 0.7wt% 내지 1.4wt%에서 화장품의 발림성이 향상되었다.
결론적으로, 위의 실험예들은 미리 결정된 보습제의 중량 비율에서 한천의 중량 비율이 소정 범위 내인 경우에 발림성을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.
방부액은 화장품을 보관 및 유지를 쉽게 할 수 있도록 돕는 성분으로서 화장품으로부터 발생할 수 있는 미생물의 수치를 최소화할 수 있다. 방부액은 0.001wt% 내지 0.5wt%인 헥산디올, 0.001wt% 내지 0.05wt%인 에틸헥실글리세린, 0.001wt% 내지 9.0wt%인 프로판디올, 0.001wt% 내지 0.4wt%인 페녹시에탄올 및 나머지 유기 용매를 포함할 수 있다.
이와 관련하여, 아래의 표 11 및 표 12는 화장품용 캡슐의 외막을 이루는 막재에 첨가될 방부액의 중량비를 다르게 하여 실험한 결과이다.
실험예 1 실험예 2 실험예 3
헥산디올 0.6wt% 0.2wt% 0.2wt%
에틸헥실글리세린 0.08wt% 0.05wt% 0.05wt%
히드록시아세토페논 - - 0.5wt%
프로판디올 - - -
페녹시에탄올 - - -
화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 제조 가능 제조 가능 제조 불가
편심 정도 보통 보통 -
발림성 보통 보통 -
미생물 검출 여부 검출 검출 -
실험예 4 실험예 5 실험예 6
헥산디올 0.5wt% 0.5wt% 0.5wt%
에틸헥실글리세린 0.05wt% 0.05wt% 0.05wt%
히드록시아세토페논 0.5wt% - -
프로판디올 - 9.0wt% 9.0wt%
페녹시에탄올 - - 0.4wt%
화장품용 캡슐의 제조 가능 여부 제조 불가 제조 가능 제조 가능
편심 정도 - 없음 없음
발림성 - 좋음 좋음
미생물 검출 여부 - 검출 미검출
표 11 및 표 12에 의하면, 화장품용 캡슐의 제조가 가능하면서 편심의 정도가 심하지 않고 발림성이 있으려면, 화장품용 캡슐의 막재 제조 시, 히드록시아세토페논 성분은 없으면서 헥산디올과 에틸헥실글리세린은 필수로 하되, 프로판디올 및/또는 페녹시에탄올을 첨가한 방부액을 사용할 수 있다. 이 경우, 가장 바람직하게는 미생물이 검출되지 않기 위하여 방부액은 0.001wt% 내지 0.5wt%인 헥산디올, 0.001wt% 내지 0.05wt%인 에틸헥실글리세린, 0.001wt% 내지 9.0wt%인 프로판디올, 0.001wt% 내지 0.4wt%인 페녹시에탄올 및 나머지 유기 용매를 포함할 수 있다. 이와 같은 중량비에 의하면, 화장품용 캡슐 제조 시 편심이 없으면서 발림성의 향상되고 미생물이 검출되지 않을 수 있다.
막재 배합 단계(S120)는 소정의 온도값을 가지는 정제수에 한천을 투입한 혼합물을 균질화하는 제1균질화단계(S121) 및 균질화된 혼합물의 온도를 하강시켜 다시 균질화하는 제2균질화단계(S122)를 포함할 수 있다. 여기서, 균질화란 정제수에 한천을 한꺼번에 투입하는 경우에 한천이 뭉쳐 풀리지 않는 경우를 방지하기 위하여 정제수에 한천을 천천히 넣고 패들(paddle)을 이용하여 일정 속도로 휘저어주는 공정을 말한다.
제1균질화단계(S121)는 90℃ 내지 100℃의 정제수에 한천을 투입한 혼합물을 패들(paddle)로 140rpm 내지 150rpm으로 균질화하는 단계일 수 있고, 제2균질화단계(S122)는 균질화된 혼합물의 온도를 60℃ 내지 70℃로 하강시키고 호모믹서(homomixer)로 80rpm 내지 100rpm으로 균질화하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 제1균질화단계(S121)에서는 일정 용기에 정제수를 투입하고, 투입된 정제수의 온도를 약 95℃로 상승시킨 후, 이 정제수에 한천을 천천히 투입한 후 녹일 수 있다. 각각의 균질화단계(S121, S122)에서 균질화하는 온도가 기준 범위보다 낮은 경우 한천이 정제수에 잘 녹지 않을 수 있고, 기준 범위보다 높은 경우 한천의 폴리머 구조가 깨지므로 막재의 점도가 현저히 낮아지거나 막재의 흡습 안정도가 현저히 낮을 수 있다. 또한, 제2균질화단계(S121)에서 호모믹서를 사용하면 층분리의 속도가 조절되어 화장품용 캡슐의 막재들이 전체적으로 균질화될 수 있다.
막재 점도 검사 단계(S130)는 제조된 막재의 점도가 30cps 내지 3000cps의 범위 내인지 여부를 측정하는 단계일 수 있다. 이 경우, 막재의 점도는 63번 스핀들로 및 40rpm으로 60℃ 내지 65℃의 항온 조건에서 약 1분간 측정될 수 있다. 제조된 막재의 점도가 30cps보다 낮은 경우 막재를 이송하는 펌프에 맥동이 발생하고 화장품용 캡슐의 구조적 안정성이 현저히 낮을 수 있다. 제조된 막재의 점도가 3000cps보다 높은 경우 캡슐의 외막을 성형하는 생산성이 현저히 감소될 수 있다.
막재 배출 단계(S140)는 막재를 제조하고 제조된 막재의 점도를 검사한 막재를 캡슐 성형을 위하여 막재 하우징으로 배출할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 캡슐 제조 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 캡슐 제조 단계(S200)는 막재 탈포 단계(S210)와, 캡슐 제조 및 성형 단계(S220)와, 캡슐 이송 단계(S230)를 포함할 수 있다.
막재 탈포 단계(S210)는 제조된 막재를 탈포기에 투입한 후 막재에 포함되어 있는 기포를 제거하는 단계일 수 있다. 이 경우, 탈포 환경은 진공 상태가 바람직하고 약 60분 이상 진행될 수 있다. 캡슐 제조 및 성형 단계(S220)는 노즐에 막재 공급 라인과 향액 공급 라인을 각각 연결하고 막재 공급 펌프와 향액 공급 펌프를 각각 가동하여 캡슐을 제조하는 단계일 수 있다. 이 경우, 향액에 동일한 부피의 막재를 단속적으로 공급할 수 있다. 특히, 노즐에 막재 또는 향액 공급 시, 향액, 막재 및 MCT 용액 순으로 공급하는 것이 바람직하다. 이러한 순서에 의하면, 캡슐 제조 시 막재와 향액의 혼합물에서 기포 유입이 최소화될 수 있다. 캡슐 이송 단계(S230)는 제조된 캡슐을 MCT 용액과 함께 캡슐 저장부로 이송시킬 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 캡슐 세척 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 캡슐 세척 단계(S300)는 제1후처리 단계(S310) 및 제2후처리 단계(320)를 포함할 수 있다.
제1후처리 단계(S310)는 제조된 캡슐 및 알코올을 0.8 내지 1.2의 중량비로 소정 시간 동안 교반하는 단계일 수 있다. 이 경우, 알코올은 제조된 캡슐의 외부에 묻어있을 수 있는 MCT 용액을 제거하고, 알코올이 휘발하면서 캡슐의 외막의 정제수의 일부가 함께 증발함에 따라 캡슐의 탄력을 부여할 수 있다. 또한, 여기서 사용되는 알코올은 순도가 50% 내지 99.9%인 알코올을 사용할 수 있다. 일 실험예에서, 교반 시간이 소정 시간 미만인 경우 MCT 용액이 제거되지 않고, 소정 시간 초과인 경우 증발되는 정제수의 양이 많아져서 캡슐의 외막이 단단해지는 현상이 발생하였다. 캡슐의 외막이 단단해지면 사용자가 화장품 사용 시 발림성이 감소될 수 있다.
제2후처리 단계(S320)는 제1후처리 단계(S310) 이후에 제1후처리 된 캡슐 및 방부액을 0.8 내지 1.2의 중량비로 소정 시간 동안 교반하는 단계일 수 있다. 이 경우, 방부액은 제1후처리된 캡슐로부터 미생물의 발생을 억제하도록 캡슐에 방부성을 제공할 수 있다. 또한, 교반 시간이 소정 시간 미만인 경우 캡슐에 부여되는 방부 효과가 작아지고, 교반 시간이 소정 시간 초과인 경우 막재가 물을 많이 흡수하여 캡슐의 외막이 물러지는 현상이 발생할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 보습제, 한천, 방부액 및 나머지 정제수를 포함하는 출발물질을 혼합하여 막재를 제조하는 막재 제조 단계;
    오일 및 상기 제조된 막재를 혼합하여 캡슐을 제조하는 캡슐 제조 단계; 및
    상기 제조된 캡슐을 세척시키는 캡슐 세척 단계;
    를 포함하고,
    상기 보습제는 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.10wt% 내지 0.60wt%이고,
    상기 한천은 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.4wt%인 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방부액은, 0.001wt% 내지 0.5wt%인 헥산디올, 0.001wt% 내지 0.05wt%인 에틸헥실글리세린, 0.001wt% 내지 9.0wt%인 프로판디올, 0.001wt% 내지 0.4wt%인 페녹시에탄올 및 나머지 유기 용매를 포함하는 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 막재 제조 단계는,
    90℃ 내지 100℃의 정제수에 상기 한천을 투입한 혼합물을 패들로 140rpm 내지 150rpm으로 균질화하는 제1균질화 단계; 및
    균질화된 혼합물의 온도를 60℃ 내지 70℃로 하강시키고 호모믹서로 80rpm 내지 100rpm으로 균질화하는 제2균질화 단계를 포함하는 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 막재 제조 단계는, 상기 제조된 막재의 점도가 60℃ 내지 65℃에서 30cps 내지 3000cps의 범위 내인지 여부를 측정하는 점도 측정 단계를 포함하는 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 캡슐 제조 단계는, 상기 오일에 동일한 부피의 제조된 막재를 단속적으로 공급하는 단계를 포함하는 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캡슐 세척 단계는, 상기 제조된 캡슐 및 알코올을 0.8 내지 1.2의 중량비로 교반하는 제1후처리 단계를 포함하는 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캡슐 세척 단계는, 상기 제1후처리 단계 이후에 제1후처리 된 캡슐 및 방부액을 0.8 내지 1.2의 중량비로 교반하는 제2후처리 단계를 더 포함하는 화장품용 캡슐의 제조 방법.
  11. 한천과, 보습제와, 방부액과, 나머지 정제수를 포함하는 출발물질로부터 제조되는 외막; 및
    상기 외막의 중심부에 위치되고 오일을 트랩하는 오일층;
    을 포함하고,
    상기 외막의 직경은 2.0mm~10.0mm이고,
    상기 오일층의 직경은 0.5mm~8.0mm이고,
    상기 보습제는 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.10wt% 내지 0.60wt%이고,
    상기 한천은 상기 출발물질의 전체 중량 대비 0.7wt% 내지 1.4wt%인 화장품용 캡슐.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 보습제는, 히알론산, 피롤리돈카르본산, 글리세린, 디글리세린 및 폴리글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 화장품용 캡슐.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 방부액은, 헥산디올, 에틸헥실 글리세린, 프로판디올, 페녹시에탄올, 히드록시아세토페논, 글리세릴카프릴레이트, 카프릴릴글라이콜, 페네틸알코올, 소르빈산칼륨 및 벤조산나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 화장품용 캡슐.
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