KR102130482B1

KR102130482B1 - 수가용성 젤 시트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102130482B1
Application number: KR1020180083965A
Authority: KR
Inventors: 성원기; 조정교; 손동우
Original assignee: 손동우
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-07-17
Also published as: KR20190046610A

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 수용성 고분자, 다가알코올, 및 산도조절제를 포함하고, 함수량이 전체 100 중량부에 대하여 15 중량부 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수가용성 젤 시트는 다가알코올을 분산매로 하여 수용성 고분자 작용기 사이의 회합결합이나 이온결합에 의해 젤 구조를 형성하였다가 물을 공급하면 상기 젤 구조가 가역적으로 붕괴되어 물에 용해될 수 있는 수용성 상태로 되기 때문에 젤 시트를 피부에 부착한 상태에서 물을 뿌려 마사지 하게 되면 젤이 용해되어 잔류물이 거의 남지 않게 됨으로써 화장품이나 의약품 용도로 사용할 경우 뒷처리가 용이하여 사용이 편리할 뿐만 아니라 젤 시트에 포함되어 있던 피부에 유용한 유효성분이 크림이나 로션 형태로 변환되어 피부에 지속적으로 흡수될 수 있는 장점을 가지게 된다.

Description

수가용성 젤 시트 및 그 제조방법{Water Soluble Gel Sheets and Manufacturing method thereof}

본 발명은 수가용성 젤 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 수용성 고분자의 젤화 현상(gelation)을 이용한 것으로서 물이 아닌 다가알코올을 분산매로 하여 수용성 고분자 작용기 사이의 회합결합이나 이온결합에 의해 젤 구조를 형성하고, 물을 공급할 경우 상기 젤 구조가 가역적으로 붕괴되어 물에 용해될 수 있는 수용성 상태가 되는 수가용성 젤 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 고분자 젤이라 함은 물리적 또는 화학적으로 가교되어 3차원 망상 구조를 형성하는 고분자 사슬이 녹지 않은 상태로 액체 성분이 분산매에 팽윤되어 있는 고체-액체 혼합 구조의 물질을 의미한다.

고분자 젤은 고분자 사슬이 분산되어 있는 액체(즉, 분산매)에 따라 종류가 결정되는데, 이 중 물을 분산매로 사용하는 하이드로젤은 최근 들어 미용, 의약품, 환경, 에너지 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있으며.

특히, 미용 분야에서는 피부에 유용한 화장 성분을 하이드로젤의 수용성 고분자 내부에 저장함으로써 유효성분의 효능이 지속적으로 안면 피부에 전달되도록 구성된 시트 형상의 마스크 팩 형태로 개발되고 있는데, 이러한 하이드로젤을 활용한 마스크 팩 시트에 대한 구체적인 내용은 하기 [문헌 1]과 [문헌 2] 등에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 이러한 하이드로젤을 이용한 마스크 팩 시트는 물을 분산매로 사용하는 특성상 물에 비교적 불안정한 물질인 비타민 C 등과 같은 활성 성분을 함유하는데 제한이 있을 뿐만 아니라, 피부 밀착성이 떨어지고 사용시 물이 흘러 흘러내리는 문제점이 있다.

또한, 상기 하이드로젤 마스크 팩 시트는 겨울철에 사용할 경우 물로 인한 냉감(冷感)으로 인하여 사용이 꺼려지는 문제점이 있었다.

[문헌 1] 한국공개특허 제2017-0003091호(2017. 1. 9. 공개)

[문헌 2] 한국공개특허 제2011-0060571호(2011. 6. 8. 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수용성 고분자의 젤화 현상(gelation)을 이용한 것으로서 물이 아닌 다가알코올을 분산매로 하여 수용성 고분자 작용기 사이의 회합결합이나 이온결합에 의해 젤 구조를 형성하고 물을 공급할 경우 상기 젤 구조가 가역적으로 붕괴되어 물에 용해될 수 있는 수용성 상태가 되는 수가용성 젤 시트 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 수용성 고분자, 다가알코올, 및 산도조절제를 포함하고, 함수량이 전체 100 중량부에 대하여 15 중량부 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수용성 고분자는 설페이트기를 함유한 고분자이고, 상기 다가알코올은 수용성 고분자 100 중량부에 대하여 200 내지 2000 중량부의 비율로 첨가되고, 상기 산도조절제는 수용성 고분자 100 중량부에 대하여 10 내지 1000 중량부의 비율로 첨가되며, 상기 수가용성 젤 시트는 젤 상태에서 물을 공급할 경우 물에 용해되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 아미노기를 함유한 제1수용성 고분자, 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 제2수용성 고분자, 및 다가알코올을 포함하고, 함수량이 전체 100 중량부에 대하여 15 중량부 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다가알코올은 제1수용성 고분자와 제2수용성 고분자의 혼합물 100 중량부에 대하여 200 내지 2000 중량부의 비율로 첨가되고, 상기 수가용성 젤 시트는 젤 상태에서 물을 공급할 경우 물에 용해되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수가용성 젤 시트의 제조방법은 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 수용성 고분자와, 다가알코올을 상온 또는 60 내지 80℃ 온도의 물에 용해시켜 수용성 고분자 수용액을 제조하는 제1단계, 상온으로 냉각된 상기 수용성 고분자 수용액에 산도조절제를 첨가하는 제2단계, 및 상기 수용성 고분자 수용액을 용기나 지지체 위에서 건조시켜 시트 형상의 수가용성 젤 시트를 형성하는 제3단계를 포함하되, 상기 수가용성 젤 시트는 전체 100 중량부에 대하여 함수량이 15 중량부 이하이고, 두께가 10 내지 1000㎛인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수가용성 젤 시트의 제조방법은 아미노기를 함유한 제1수용성 고분자, 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 제2수용성 고분자, 및 다가알코올을 상온 또는 60 내지 80℃ 온도인 물에 용해시켜 수용성 고분자 수용액을 제조하는 제1단계와, 상기 수용성 고분자 수용액을 용기나 지지체 위에서 건조시켜 시트 형상의 수가용성 젤 시트를 형성하는 제3단계를 포함하되, 상기 수가용성 젤 시트는 전체 100 중량부에 대하여 함수량이 15 중량부 이하이고, 두께가 10 내지 1000㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수가용성 젤 시트는 다가알코올을 분산매로 하여 수용성 고분자 작용기 사이의 회합결합이나 이온결합에 의해 젤 구조를 형성하였다가 물을 공급하면 상기 젤 구조가 가역적으로 붕괴되어 물에 용해될 수 있는 수용성 상태로 되기 때문에 젤 시트를 피부에 부착한 상태에서 물을 뿌려 마사지 하게 되면 젤이 용해되어 잔류물이 거의 남지 않게 됨으로써 화장품이나 의약품 용도로 사용할 경우 뒷처리가 용이하여 사용이 편리할 뿐만 아니라 젤 시트에 포함되어 있던 피부에 유용한 유효성분이 크림이나 로션 형태로 변환되어 피부에 지속적으로 흡수될 수 있는 장점을 가지게 된다.

또한, 본 발명에 따른 수가용성 젤 시트는 다가알코올을 분산매로 사용하기 때문에 다가알코올과 젤 시트 접착부 주위의 수분과의 발열반응으로 인한 온열감에 의하여 사용자가 겨울철에도 불쾌감 없이 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 젤 타입의 제형 특성상 피부부착능이 우수하여 피부에 유효한 성분들을 효과적으로 전달할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수가용성 젤 시트는 함수량이 전체 100 중량부에 대하여 15중량부 이하로 적기 때문에 종래 하이드로젤과 같이 사용시 물이 흘러 내리는 불편함이 방지될 뿐만 아니라, 물에서 불안정한 비타민C와 같은 유효성분의 활성저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에서 시험예 3에 따른 조성비로 제조된 수가용성 젤 시트의 성상을 나타낸 사진,
도2는 본 발명의 제1실시예에서 시험예 9에 따른 조성비로 제조된 수가용성 젤 시트의 성상을 나타낸 사진,
도3은 본 발명의 제1실시예에서 시험예 3과 시험예 9에 따른 조성비로 각각 제조된 수가용성 젤 시트의 용해도를 비교 시험한 결과를 나타낸 사진,
도4는 본 발명의 제1실시예에서 시험예 11에 따른 조성비로 제조된 수가용성 젤 시트의 성상을 나타낸 사진, 및
도5는 본 발명의 제2실시예에서 시험예 14,16,16에 따른 조성비로 각각 제조된 수가용성 젤 시트의 성상을 나타낸 사진이다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 예시에 불과하므로 본 발명의 범위가 하기의 실시예들에 의하여 제한되지는 않는다.

(제1실시예)

본 발명의 제1실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 화장품 또는 의약품 분야에서 활용 가능한 것으로서, 카르복실기나 설페이트(sulfate)기 등을 함유하는 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 수용성 고분자, 다가알코올, 및 산도(酸度)조절제를 주요 구성성분으로 하고, 수가용성 젤 시트 100 중량부에 대하여 함수량(含水量)이 15 중량부 이하인 것을 특징으로 한다.

본 실시예에서 상기 수가용성 젤은 후술하는 바와 같이 수용성 고분자의 분자들이 분산매인 다가알코올 내에서 각 분자들이 갖는 사슬 및 관능기 간의 상호작용으로 유사 가교결합(pseudo cross-linking)을 형성하여 3차원의 망상구조 형태를 이루고 있는 유사고체 물질이며, 이는 외부의 자극(즉, 본 실시예의 경우 분산매의 pH 변화)에 의하여 젤 내의 유사 가교결합이 가역적으로 형성 또는 붕괴된다.

또한, 상기 수가용성 젤 시트는 필요에 따라서는 특정 유효성분을 더 포함하도록 구성될 수도 있다.

이때, 상기 카르복실기나 설페이트기를 함유한 수용성 고분자는 분자 내에 카르복실기나 설페이트기의 관능기를 갖는 수용성의 고분자로서 분산매(일예로서, 물)의 pH가 중성일 경우에는 일반적으로 이온화되어 잘 녹지만, 분산매의 pH가 각 관능기(functional group)의 pKa보다 낮아지게 되면 상기 관능기가 수소이온을 받아(protonation) 이온화되지 않은 상태가 되어 관능기 사이의 회합결합에 의하여 각 분자들이 갖는 사슬 및 관능기 사이에 유사 가교결합을 형성하게 됨으로써 분산매에 대한 용해도가 매우 낮아져 젤화되는 특징을 가진다.

본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 카르복실기나 설페이트기를 함유한 수용성 고분자의 상기한 특징을 이용한 것으로서, 먼저 상기 수용성 고분자를 관능기의 pK_a보다 높은 pH의 수상(일예로서. 다가알코올과 물의 혼합액)에서 이온화시켜 용해시킨 후, 산을 첨가한 상태에서 물을 증발시켜 분산매의 pH를 낮추게 되면 상기 수용성 고분자의 각 관능기는 상술한 바와 같이 유사 가교결합을 형성함으로써 젤화 현상에 의해 수가용성 젤을 얻을 수 있게 된다.

이와 같은 방식으로 얻어진 수가용성 젤은 pH가 중성인 물을 첨가하게 되면 pH가 높아지면서 상기 유사 가교결합된 젤 구조(즉, 관능기의 회합결합)가 가역적으로 붕괴되면서 다시 물에 용해될 수 있는 수용성 상태(즉, 이온화된 상태)가 됨으로써 물에 용해된다.

따라서, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 화장품이나 의약품 용도로 피부에 부착한 후 일정 시간이 경과한 후에 부착부위에 물을 분사하거나 도포할 경우 젤 구조가 잔류물 없이 형해화되면서 크림이나 로션 형태로 유효 성분이 피부에 지속적으로 흡수될 수 있는 특징을 가지게 된다.

이때, 설페이트기를 갖는 수용성 고분자의 경우 카르복실기를 갖는 수용성 고분자보다 좀더 극성을 갖고 있어서 상대적으로 물에 더 잘 녹을 수 있기 때문에 수가용성 젤의 형성과 물의 공급에 의한 재용해가 더 용이하게 이루어지므로, 본 실시예에서는 상기 수용성 고분자로서 설페이트기를 갖는 수용성 고분자를 선택하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는 상기 수용성 고분자가 카르복실기나 설페이트기를 함유한 고분자인 경우를 일예로서 설명하나 이에 한정되지 아니하며, 경우에 따라서는 상기 수용성 고분자는 phosphorous를 함유한 phosphate, phosphono기를 함유한 고분자일 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 다가알코올을 분산매로 사용하기 때문에 다가알코올과 젤 시트의 접착부 주위(즉, 피부 또는 주변 공기)의 수분과의 발열반응으로 인한 온열감에 의하여 사용자가 겨울철에도 불쾌감 없이 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 젤 타입의 제형 특성상 피부부착능이 우수하여 피부에 유효한 성분들을 효과적으로 전달할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 함수량이 전체 100 중량부에 대하여 15 중량부 이하로 적기 때문에 종래 하이드로젤과 같이 사용시 물이 흘러 내리는 불편함이 방지될 뿐만 아니라, 물에서 불안정한 비타민C와 같은 유효성분의 활성저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 카르복실기나 설페이트기를 함유한 수용성 고분자는 화장품 및 의약품 분야에서 통상적으로 사용되는 천연고분자, 개질된(modified) 천연고분자, 또는 합성고분자 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

카르복실기를 함유한 천연고분자로는, 히알루론산 나트륨, 산탄검 (xanthan gum), 펙틴, 알긴산, 카라기난, 젤란, 아가로스 및 그의 염류 등을 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용할 수 있다.

또한, 설페이트기를 함유한 천연고분자로는, 카라기난, 헤파린, 콘드로이틴 설페이트, 더마탄 설페이트, 헤파란 설페이트, 케라탄 설페이트 등을 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 개질된 천연고분자는, 상기한 천연고분자에 친수성이나 소수성을 부가하기 위해 특정분자를 화학적으로 결합시켜 제조하게 되는데, 친수성을 부가하기 위한 특정분자로는 일예로서 다당류, 아미노산, 단백질, 펩타이드, 폴리에틸렌글리콜 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 소수성을 부여하기 위한 특정분자로는 일예로서 지방산, 아미노산, 콜레스테롤 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 카르복실기를 함유한 합성고분자로는 카르복시비닐폴리머, 폴리아크릴산, 폴리메타아크릴산, 폴리말론산 등과 각각의 공중합체 및 그의 염들을 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용할 수 있고, 상기 설페이트기를 함유한 합성고분자로는 폴리설페이트 금속염, 폴리스티렌설폰산, 폴리비닐설폰산 등 및 그의 염들을 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용할 수 있다.

한편, 상기 다가알코올은 글리세린, 에틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 소르비톨, 및 자일리톨로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며, 고분자 수용액에서 다가알코올의 함량은, 수용성 고분자 100 중량부에 대하여 100 내지 10,000 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직하고, 200 내지 4,000 중량부의 비율로 첨가되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 산도조절제는 젖산, 구연산, 주석산, 초산, 숙신산, 푸마르산, 말산, 프로피온산, 글루크론산 등의 통상적인 유기산, 이들의 유기산염 및 이를 포함하는 고분자, 아스코르브산, 판토텐산 등의 기능성을 갖는 수용성 비타민 및 그의 염류, 아스파르트산, 글루탐산 등과 같은 pH가 4 이하인 기능성을 갖는 아미노산, 기타 고분자 젤의 물성에 크게 영향을 주지 않는 범위내의 지방산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한된 것은 아니다.

또한, 수가용성 젤을 형성시키기 위한 상기 산도조절제의 함량은 카르복실기나 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 수용액의 pH 및 가공적성을 고려하여 수용성 고분자 수용액에서 물을 건조한 후에 젤이 형성될 수 있을 정도로 적정하게 정해질 수 있는데, 일예로서 수용성 고분자 100 중량부에 대하여 대비 10 중량부 내지 1,000 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 수가용성 젤 시트를 화장품 용도로 활용할 경우, 상기 젤 시트의 물성에 크게 영향을 주지 않는 범위 내에서 젤 시트의 주요 구성성분이 용해된 수용성 고분자 수용액에 미백 기능, 주름개선 기능, 자외선차단 기능, 주름개선 기능을 갖는 화장품 기능성 원료, 항염증 성분, 혈행촉진 성분, 항균 성분, 항소양(가려움증의 개선) 성분, 각종 비타민 및 그의 유도체, 항산화 성분, 항알레르기 성분, 색소 및 향료 등의 유효성분을 단독으로 또는 혼합하여 첨가시킬 수 있다.

이때, 상기 미백 기능이 있는 성분으로서는 일예로서 나이아신아마이드, 닥나무추출물, 아스코빌글루코사이드, 아스코빌테트라이소팔미테이트, 에칠아스코빌에테르, 알부틴, 알파-비사보롤, 유용성감초추출물 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 주름개선 기능이 있는 성분으로서는 일예로서 레티놀, 레티닐팔미테이트, 아데노신, 폴리에톡실레이티드레틴아마이드 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 자외선차단 기능이 있는 성분으로서는 일예로서 글리세릴파바, 드로메트리졸, 드로메트리졸트리실록산, 다갈로일트리올리에이트, 디메치코디에칠벤잘말로네이트, 디에칠아미노하이드록시벤조일헥실 벤조에이트, 디에칠헥실부타미도트리아존, 디소듐페닐디벤즈이미다졸테트라설포네이트, 메칠렌비스-벤조트리아졸릴테트라메칠부틸페놀, 4-메칠벤질리덴캠퍼, 멘틸안트라닐레이트, 벤조페논-3, 벤조페논-4, 벤조페논-8, 부틸메톡시디벤조일메탄, 비스-에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진, 시녹세이트, 옥토크릴렌, 에칠헥실디메칠파바, 에칠헥실메톡시신나메이트, 에칠헥실살리실레이트, 에칠헥실트리아존, 이소아밀 p-메톡시신나메이트, 징크옥사이드, 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드, 티타늄디옥사이드, 파라아미노벤조익애씨드, 페닐벤즈이미다졸설포닉애씨드, 호모살레이트 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 주름개선 기능이 있는 성분으로서는 일예로서 알부틴-아데노신 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 항염증 성분으로서는 일예로서 글리시레틴산, 글리시레틴산2K, 알란토인, 입실론-아미노카프로산, 아줄렌, 시코닌, 트라넥삼산 및 황련, 감초, 테르미날리아, 서양톱풀, 자근, 컴프리, 알로에, 부처브룸, 마로니에, 복숭아잎, 비파나무잎 및 그들의 추출물, 팅크, 메귀리 엑스 유도체, 진세노사이드, 인진호 추출물, 강황 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 혈행촉진 성분으로서는 일예로서 케일 추출물, 인삼 추출물, 은행잎 추출물, 마늘 추출물, 비타민 E류, 니코틴산, 니코틴산아미드, 니코틴산벤질, 니코몰, 카페인, 캡사이신, 노난산바닐릴아미드, 쇼가올, 진저롤 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 항균 성분으로서는 일예로서 이소프로필메틸페놀, 트리클로산, 트리클로카르반, 트리클로로히드록시페놀, 할로카르반, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄 등의 양이온 계면 활성제, 감광소, 징크옥사이드, 티타늄옥사이드, 키틴, 키토산, 히노키티올 및 아니스 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 항소양 성분으로서는 일예로서 염산디펜히드라민, 말레산클로르페니라민, 크로타미톤, 글리시리진산류, 멘톨, 캄포, 로즈마리유, 캡사이신, 노난산바닐릴아미드, 디부카인 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 비타민류로서는 일예로서 유용성 비타민류로서 비타민 A유, 간유, 아세트산레티놀, 팔미트산레티놀, 레티놀, 데히드로레티놀, 비타민 A₃, 레티노산, 비타민 D, 비타민 D₂(에르고칼시페롤), 비타민D₃(콜레칼시페롤), 비타민 유도체, 비타민 E(토코페롤), 아세트산 디엘-알파-토코페롤, 디엘-알파-토코페롤, 부티르산토코페롤, 니코틴산토코페롤, 니코틴산벤질에스테르, 비타민 E, 비타민 K, 비타민 U 등을 들 수 있다. 또, 수용성 비타민류로서, 비타민 B₁(티아민), 비타민 B₂(리보플라빈부티르산에스테르), 비타민 B₆(디카프릴산피리독신, 디팔미트산피리독신 등 지방산에스테르), 비타민 B12(코발아민), 비타민 B₁₃, 비타민 B₁₄, 비타민 B₁₅(판감산), 엽산, 카르니틴, 티옥산, 판토테닐알코올, 판토테닐에틸에테르, 판토텐산, 니코틴산, 니코틴산아미드, 콜린, 이노시톨, 비타민 C(아스코르브산), 스테아르산아스코르빌, 판토텐산아스코르빌, 디팔미트산아스코르빌, 비타민 H(비오틴), 당전이 비타민 P(헤스페리딘) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 항산화성분으로서는 일예로서 파인엑솔(오레가노 꿀 풀 블랙커런트, 블루베리, 아로니아베리, 아사이베리 등), 카로테노이드류(베타카로틴, 라이코펜, 루테인), 플라보노이드류(안토시아닌, 카테킨, 레스베라트롤, 프로안토시아니딘), 이소플라본류(제니스테인, 다이드제인) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 항알르레기성분으로서는 일예로서 폴리감마글루탐산, 침향, 글리시레틴산, 글리시리진산2K 등의 글리시레틴산 유도체, 감초, 클로렐라, 컴프리, 목단피, 틸리아 코르다타, 방아풀, 세이지, 차조기, 쑥 및 그들의 추출물, 팅크 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트의 조성물에는 필요에 따라, 유성원료, 계면활성제, 보습제, 점증제, 색소, 보존제, 착향제 등과 같은 기타 원료가 더 첨가될 수 있으며, 상기 수가용성 젤 시트의 특성을 저해하지 않는 한 상기 기타 원료는 특히 제한되는 것은 아니다.

다음으로, 상술한 바와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트의 제조방법을 설명한다.

본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 주요 구성성분들의 혼합 용이성과 시트(sheet) 형상으로의 가공 용이성을 위해 성분 혼합시 물이 사용되며, 수용액상에서 혼합이 완료된 이후에는 최종적으로 수가용성 젤 시트 100 중량부에 대하여 물의 함량이 15 중량부 이하가 될 때까지 가온(加溫)하여 물을 제거함으로써 상기 수용액으로부터 투명한 고분자 젤이 형성된다.

이때, 물의 함량이 수가용성 고분자 젤 시트100 중량부에 대하여 15 중량부를 넘게 되면 젤이 형성되지 않고 유체(流體) 상태가 된다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트의 제조방법은 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 수용성 고분자와 다가알코올을 상온 또는 60 내지 80℃ 온도의 물에 용해시켜 수용성 고분자 수용액을 제조하는 제1단계, 상온 또는 60 내지 80℃ 온도인 상기 수용성 고분자 수용액에 유효성분을 첨가하여 혼합하거나 용해하는 제2단계, 상온으로 냉각된 상기 수용성 고분자 수용액에 산도조절제를 첨가하는 제3단계, 및 상기 수용성 고분자 수용액을 용기나 지지체 위에서 건조시켜 시트 형상의 수가용성 젤 시트를 형성하는 제4단계를 포함하여 구성된다.

이때, 경우에 따라서는 상기 유효성분은 본 실시예와 달리 제1단계에서 다른 구성성분들과 함께 첨가되어 혼합되거나 용해될 수도 있다. 또한, 상기 제1단계와 제2단계에서 상기 수용성 고분자, 다가알코올, 유효성분은 상온의 물에 용해될 수도 있으나 구성성분들의 용해도를 증가시키기 위하여 60 내지 80℃ 온도로 가온된 물에 용해되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 제4단계에서의 수용성 고분자 수용액의 건조방식은 진공건조, 강제대류, 냉동건조 방식으로 행해질 수 있고, 필요에 따라서는 극초단파(microwave)나 초음파(ultrasound)를 추가로 적용하여 건조할 수도 있다.

또한, 상기 제4단계에서의 수용성 고분자 수용액의 건조는 한 쪽 면이 개방된 다양한 모양과 재질의 용기(容器)나 지지체에 수용성 고분자 수용액을 붓거나 코팅하여 행해질 수 있다.

이때, 건조를 위한 용기나 필름의 재질은 금속류인 철, 알루미늄 등과 유리, 자기 재질이나 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등과 같은 플라스틱 재질일 수 있는데, 제4단계의 건조 후 형성되는 수가용성 젤 시트의 형상 유지를 위하여 열변형온도(熱變形溫度)가 건조온도보다 높은 재질로 선택되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지체는 종이, 부직포, 고분자 재질의 필름일 수 있는데, 이 경우 수가용성 젤이 형성되는 지지체의 면(즉, 수용성 고분자 수용액이 부어지거나 코팅되는 면)을 이형 처리함으로써 피부에 적용시 수가용성 젤로부터 지지체가 쉽게 박리될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4단계에 의하여 형성되는 수가용성 젤 시트는 너무 얇을 경우 사용(지지체와의 박리 등)이 불편하고 피부에 대한 부착감이 떨어지는 문제점이 있고 너무 두꺼울 경우 물의 흡수가 용이하지 않아 사용후 전술한 바와 같이 소량의 물에 완전히 용해되기 어려운 문제점이 있기 때문에 10㎛ 내지 1,000㎛ 범위의 두께인 것이 바람직하고, 50㎛ 내지 500㎛ 범위의 두께인 것이 더욱 바람직하다.

[시험예 1-7] 수용성 고분자가 카르복실기를 함유하는 경우

시험예 1 내지 4의 경우 카르복실기를 함유한 수용성 고분자로서 분자량 22만인 히알루론산 나트륨(표 1의 HA 220K)과 분자량 7천인 히알루론산 나트륨(표 1의 HA 7K)를 사용하였고, 시험예 5 내지 7의 경우 카르복실기를 함유한 수용성 고분자로서 분자량 140만인 히알루론산 나트륨(표 1의 HA 1,400K)과 분자량 7천인 히알루론산 나트륨(표 1의 HA 7K)를 사용하였다.

각 시험예의 경우 수용성 고분자 일정량을 일반적인 화장품 점도 조절용 첨가제인 폴리비닐알코올(PVA), 잔탄검(Xanthan gum, XG), 그리고 증류수(Distilled water, DW)와 다가알코올(글리세린)의 혼합용액에 넣어 상온에서 녹여 고분자 수용액을 제조하였다.

또한, 상기 고분자 수용액이 균일한 용액 상태가 되면, 산도조절제인 구연산을 용해하여, 최종적으로 수가용성 젤 시트를 형성하기 위한 수용성 고분자 수용액을 제조하였다(표 1 참조).

상기 최종적으로 얻어진 수용성 고분자 수용액의 pH는 3.0에서 4.5 이었으며, 제조한 수용액의 일정량을 유리 페트리디시(φ=10.7cm)에 10g 붓고, 강제대류 오븐에서 약 70~80℃에서 약 1~2시간 동안 건조시켜 도1(시험예 3)에 나타낸 바와 같은 투명한 수가용성 젤 시트를 형성하였다.

상기와 같은 과정에 의해 형성되는 수가용성 젤 시트의 두께는 원료 수용액의 양에 따라 조절 가능한데, 상기 시험예에서 얻어진 수가용성 젤 시트의 두께는 150-250㎛ 이었다.

또한, 상기 시험예에서 얻어진 수가용성 젤 시트의 함수량은 수분측정기를 사용하여 측정(120℃에서 중량변화가 0.5% 이내인 시점)하였는데, 수가용성 젤 시트 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하로 얻어졌다.

시험결과 용해도는 사용된 수용성 고분자의 평균분자량에 따라 약간씩 차이가 있었으나, 시험예 3 < 시험예 2 < 시험예 1 < 시험예 4의 순으로 용해도가 높은 것으로 나타나 저분자량인 HA 7K의 비율이 높아짐에 따라 용해도가 전반적으로 높아지는 것으로 분석되었다.

그러나, HA 7K의 비율이 HA 220K나 1,400K 대비 50 중량%를 넘어가게 되면 빨리 용해되긴 했으나, 기계적 물성(페트리디시에서 시트를 분리할 경우 시트의 파단여부)이 좋지 않아 사용하기에 적합하지 않은 것으로 나타나 시험예 2와 시험예 3의 경우가 가장 바람직한 것으로 분석되었다.

[표 1]

[시험예 8-11] 수용성 고분자가 설페이트기를 함유하는 경우

시험예 8 내지 11의 경우 설페이트기를 함유한 수용성 고분자인 i-카라기난 (카라기난 SP-100, ㈜엠에스씨) 일정량을 증류수와 다가알코올(글리세린) 혼합용액에 넣어 상온에서 녹여 수용성 고분자 수용액을 제조하였다.

또한, 상기 수용성 고분자 수용액이 균일한 용액 상태가 되면, 산도조절제인 구연산(시험예 8 내지 시험예 10) 또는 비타민 C(시험예 11)를 용해하여, 최종적으로 수가용성 젤 시트 제조를 위한 수용성 고분자 수용액을 제조하였다(표 2 참조).

상기 최종적으로 얻어진 수용액의 pH는 3.0에서 4.5 이었으며, 제조한 수용액의 일정량을 유리 페트리디시(φ=10.7cm)에 10g 붓고, 강제대류 오븐에서 약 70~80℃에서 약 1~2시간 동안 건조시켜 도2(시험예 9)에 나타낸 바와 같은 투명한 수가용성 젤 시트를 형성하였다.

시험결과 시험예 8 내지 시험예 11 모두 용해도가 우수한 것으로 나타났는데, 이는 앞서 설명한 바와 같이 설페이트기를 갖는 고분자의 경우 극성이 커서 물에 잘 용해되기 때문인 것으로 분석된다.

본 실시예에서는 수용성 고분자로서 카르복실기를 사용한 시험예 3과 설페이트기를 사용한 시험예 9를 각각 피부에 부착한 상태에서 미스트를 뿌려 각각의 용해도를 평가하였으며, 그 결과를 도3에 도시하였다.

도3의 (a),(b)는 각각 시험예 3과 시험예 9에 대한 시험결과를 나타낸 사진인데, 각각의 경우 왼쪽이 미스트를 뿌리기 이전의 상태이고 오른쪽이 미스트를 뿌린 이후의 상태이다.

각각의 경우 수가용성 젤 시트를 약 3cm×3cm 크기로 잘라내어 상박 피부에 물 없이 붙이거나 미스트를 뿌려 붙인 후, 다시 미스트를 뿌려 약 30초간 마사지 하여 녹는 정도를 비교하였다.

도3에서 알 수 있는 바와 같이 수용성 고분자가 카르복실기를 함유한 고분자인 경우 미스트를 뿌렸을 때 전체적으로 용해가 이루어지긴 하나 육안으로 식별될 정도의 젤 잔류물이 남은 반면에, 수용성 고분자가 설페이트기를 함유한 고분자인 경우 미스트를 뿌렸을 때 잔류물이 거의 남지 않는 것으로 나타나 설페이트기를 함유한 고분자를 사용한 수가용성 젤 시트의 용해도가 더 우수한 것으로 나타났다.

이러한 차이점은 사용되는 고분자의 음이온기의 차이에 기인하는 것으로 분석되는데, 구체적으로는 미스트에 포함된 금속이온과 금속염을 형성할 때 설페이트기에 의해 형성된 금속염의 물에 대한 용해도가 상대적으로 더 크기 때문에 잔류물이 거의 남지 않게 되는 것으로 사료된다.

한편, 상기 시험예 8 내지 시험예 11 모두 페트리디시에서 시트를 분리할 경우 파단이 발생되지 않아 기계적 강도도 양호한 것으로 나타났다.

또한, 시험예 11에서는 산도조절제로 구연산 대신 비타민C를 사용한 경우인데, 이 경우에도 도4에 나타낸 바와 같이 다른 시험예와 마찬가지로 투명한 수가용성 젤 시트를 얻을 수 있었다.

이와 같이, 기능성 유효성분으로 첨가되는 비타민C가 산도조절제로서의 기능도 수행할 수 있기 때문에 시험예 11에 따른 수가용성 젤 시트는 제조비용을 저감할 수 있는 효과도 추가적으로 얻을 수 있다.

[표 2]

(실시예 2)

본 발명의 제2실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 아미노기를 함유하는 제1수용성 고분자, 카르복실기나 설페이트(sulfate)기 등을 함유하는 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 제2수용성 고분자, 및 다가알코올을 주요 구성성분으로 하고, 수가용성 젤 시트 100 중량부에 대하여 함수율(含水率)이 15 중량부 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수가용성 젤 시트는 필요에 따라서는 특정 유효성분을 더 포함하도록 구성될 수도 있으며, 제조된 수가용성 젤 시트는 제1실시예와 마찬가지로 화장품이나 의약품의 용도로 활용될 수 있다.

앞서 설명한 제1실시예에 따른 수가용성 젤 시트가 분산매의 pH에 따라 가역적으로 이루어지는 수가용성 고분자의 관능기 사이의 회합결합을 이용하는 것과 대비할 때, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 분산매내에서 함수량에 따라 가역적으로 이루어지는 아미노기와 카르복실기, 또는 아미노기와 설페이트기 사이의 이온결합을 이용하는 것을 특징으로 한다.

아미노기를 갖는 수용성 고분자와 카르복실기(또는 설페이트기)를 함유한 수용성 고분자를 물과 다가알코올의 혼합 분산매에서 적절한 비율로 혼합하면, 관능기 사이의 이온결합에 의해 물리적인 가교가 형성되어 적절한 강도의 유동성이 있는 현탄액 형태의 미세한 젤 혼합물이 형성된다.

따라서, 이를 건조시켜 물을 증발시키면 다가알코올을 분산매로 하는 필름 형태의 투명하거나 반투명한 수가용성 젤 상태를 얻을 수 있게 되고, 상기 수가용성 젤에 물을 첨가하면 희석되어 상분리에 의해 젤이 붕괴되면서 젤의 형태가 없어지게 된다.

본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 아미노기를 함유한 수용성 고분자와 카르복실기(또는 설페이트기)를 함유한 수용성 고분자의 상기한 특징을 이용한 것으로서, 상기 수가용성 젤 시트는 제1실시예에 따른 수가용성 젤 시트와 마찬가지로 화장품이나 의약품 용도로 피부에 부착한 후 일정 시간이 경과한 후에 부착부위에 물을 분사하거나 도포할 경우 젤 구조가 잔류물 없이 형해화되면서 크림이나 로션 형태로 유효 성분이 피부에 지속적으로 흡수될 수 있는 특징을 가지게 된다.

이때, 상기 카르복실기나 설페이트(sulfate)기 등을 함유하는 수용성 고분자, 다가알코올, 유효성분 및 기타 원료의 종류는 앞서 설명한 제1실시예와 동일하기 때문에 여기에서는 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.

다만, 수용성 고분자 수용액에서 다가알코올의 함량은, 수용성 고분자(제1,2수용성 고분자의 혼합물) 100 중량부에 대하여 100 내지 10,000 중량부의 비율로 첨가되는 것이 바람직하고, 200 내지 4,000 중량부의 비율로 첨가되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 아미노기를 갖는 수용성 고분자로는 화장품 및 의약품 분야에서 통상적으로 사용되는 천연고분자, 개질된(modified) 천연고분자, 또는 합성고분자 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

아미노기를 포함하는 천연고분자로는 콜라겐, 키토산, 젤라틴 등을 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용할 수 있다.

또한,아미노기를 함유한 합성고분자로는 폴리라이신, 폴리디아릴디메틸암모늄, 폴리비닐아민, 폴리아릴아민, 폴리아미노스티렌, 폴리메틸비닐아민, 폴리에틸렌글리콜비스아미노에틸, 폴리다아릴디메틸암모늄, 폴리비닐메틸피리디넘 등과 그의 염들을 혼합하여 사용하거나 단독으로 사용할 수 있다.

본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트는 주요 구성성분들의 혼합 용이성과 시트(sheet) 형상으로의 가공 용이성을 위해 성분 혼합시 물이 사용되며, 수용액상에서 혼합이 완료된 이후에는 최종적으로 수가용성 젤 100 중량부에 대하여 물의 함량이 15 중량부 이하가 될 때까지 가온(加溫)하여 물을 제거함으로써 상기 수용액으로부터 투명한 고분자 젤이 형성된다.

이때, 물의 함량이 수가용성 고분자 젤 100 중량부에 대하여 15 중량부를 넘게 되면 젤이 형성되지 않고 유체(流體) 상태가 된다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 수가용성 젤 시트의 제조방법은 아미노기를 함유한 제1수용성 고분자, 카르복실기를 함유한 수용성 고분자 또는 설페이트기를 함유한 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 제2수용성 고분자, 및 다가알코올을 상온 또는 60 내지 80℃ 온도의 물에 용해시켜 수용성 고분자 수용액을 제조하는 제1단계, 상온 또는 60 내지 80℃ 온도인 상기 수용성 고분자 수용액에 유효성분을 첨가하여 혼합하거나 용해하는 제2단계, 및 상기 수용성 고분자 수용액을 용기나 지지체 위에서 건조시켜 시트 형상의 수가용성 젤 시트를 형성하는 제3단계를 포함하여 구성된다.

이때, 경우에 따라서는 상기 유효성분은 본 실시예와 달리 제1단계에서 다른 구성성분들과 함께 첨가되어 혼합되거나 용해될 수도 있다.

또한, 상기 제3단계에서의 건조 방식이나 건조 후 얻어지는 젤 시트의 두께 등은 앞서 설명한 제1실시예의 경우와 동일하기 때문에 여기에서는 중복되는 설명을 생략하기로 한다.

[시험예 12-17] 아미노기와 카르복실기의 이온결합을 이용하는 경우

시험예 12 내지 시험예 17의 경우 아미노기를 함유한 수용성 고분자인 젤라틴(KANTO Chemical Co., Inc.)과 카르복실기를 함유한 수용성 고분자인 고메톡실 펙틴(high methoxy pectin, 표 3의 HM-펙틴) 일정량을 증류수와 다가알코올 혼합용액에 넣어 상온에서 녹여 수용성 고분자 수용액을 제조하였다(표 3 참조).

또한, 상기 수용성 고분자 수용액이 균일한 용액 상태가 되면, 일정량을 유리 페트리디시(φ=10.7cm)에 10g 붓고, 강제대류 오븐에서 약 70~80℃에서 약 1~2시간 동안 건조시켜 도5(시험예 14,16,17)에 나타낸 바와 같은 투명하거나 약간 불투명한 수가용성 젤 시트를 형성하였다. .

젤라틴이 옅은 베이지색을 띄고 있기 때문에 상기 수용성 고분자 수용액과 이를 건조하여 최종 제조된 수가용성 젤 시트의 색상도 옅은 베이지색이었다.

시험결과 젤라틴과 HM-펙틴의 혼합 비율에 따라 필름의 투명도가 달라졌는데, 젤라틴의 함량이 HM-펙틴 대비 많거나 비슷한 경우(시험예 13 내지 시험예16) 투명한 필름이 얻어진 반면에, 젤라틴의 함량이 HM-펙틴보다 적은 경우(시험예 12와 시험예 17)에는 불투명한 필름이 얻어졌다.

또한, 다가알코올인 글리세린의 함량이 수용성 고분자(제1,2수용성 고분자의 혼합물) 100 중량부에 대하여 2,000 중량부 이상인 경우(시험예 12, 시험예 13) 기계적 강도가 불량인 것으로 나타났다.

따라서, 시험예 14 내지 시험예 16에 따른 조성비가 바람직한 것으로 나타났는데, 이 중 시험예 14의 경우에는 젤라틴 함량이 HM-펙틴보다 과도하게 많아 젤 시트의 끈적임이 강한 것으로 나타났기 때문에 시험예 15와 시험에 16에 따른 조성비가 가장 바람직한 것으로 분석되었다.

[표 3]

Claims

삭제
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다가알코올이 분산매인 수용성 고분자 수용액에 유효성분을 혼합하여 제조하는 수가용성 젤 시트에 있어서,
관능기가 아미노기인 제1수용성 고분자와,
관능기가 카르복실기인 수용성 고분자 또는 관능기가 설페이트기인 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 제2수용성 고분자를 포함하고,
함수량은 전체 100 중량부에 대하여 15 중량부 이하이고,
상기 다가알코올은 제1수용성 고분자와 제2수용성 고분자의 혼합물 100 중량부에 대하여 200 내지 2000 중량부의 비율로 첨가되고,
상기 제1수용성 고분자의 관능기는 상기 제2수용성 고분자의 관능기와 이온결합하여 수가용성 젤을 형성하고,
상기 수가용성 젤은 함수량이 증가하면 상분리에 의해 유동화되는 것을 특징으로 하는 수가용성 젤 시트.
삭제
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관능기가 아미노기인 제1수용성 고분자, 관능기가 카르복실기인 수용성 고분자 또는 관능기가 설페이트기인 수용성 고분자 중 적어도 어느 하나인 제2수용성 고분자, 및 다가알코올을 상온의 물 또는 60 내지 80℃ 온도의 물에 용해시켜 수용성 고분자 수용액을 제조하는 제1단계와,
상기 수용성 고분자 수용액에 유효성분을 첨가하여 혼합하거나 용해하는 제2단계, 및
상기 수용성 고분자 수용액을 용기나 지지체 위에서 수분을 건조시켜 시트 형상의 수가용성 젤 시트를 형성하는 제3단계를 포함하되,
상기 수가용성 젤 시트는 전체 100 중량부에 대하여 함수량이 15 중량부 이하이고, 두께가 10 내지 1000㎛인 것을 특징으로 하는 수가용성 젤 시트의 제조방법.