KR102188169B1 - 저분자화된 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 함유한 피부미백, 주름개선, 피부보습용 화장료 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

저분자화된 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 함유한 피부미백, 주름개선, 피부보습용 화장료 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화장료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 유효성분으로 포함하되 피부에 대한 이들의 흡수 및 생리활성을 극대화함으로써 피부미백과 개선 효과를 더욱 높일 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명의 화장료 조성물은 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일을 유효성분으로 포함하며, 화장료 조성물의 제조방법은, (S1) 톳 원재료를 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 단당류와 올리고당으로의 저분자화 처리한 톳 추출물을 수득하는 단계; (S2) 알로에 베라 잎 원재료에서 얻어진 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질 용액에서 전기분해하여 최종적인 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 단계; 및 (S3) 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물 및 옥수수 전분을 포함하는 수상 성분들을 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

저분자화된 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 함유한 피부미백, 주름개선, 피부보습용 화장료 조성물 및 그 제조방법{SKIN WHITENING, WRINKLE IMPROVEMENT, SKIN MOISTURIZING COSMETIC COMPOSITION CONTAINING LOW MOLECULAR WEIGHT HIZIKIA FUSIFORMIS EXTRACT AND ALOE VERA LEAF EXTRACT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 화장료 조성물에 관한 것으로, 특히 해조류 중 하나인 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 유효성분으로 포함하면서 이들의 피부 흡수 및 생리활성을 극대화함으로써 피부미백과 주름개선 및 피부보습 효과를 더욱 높일 수 있도록 한 화장료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 피부가 검게 변화되는 원인에는 여러 요인이 있지만, 주된 원인은 자외선이다. 자외선에 피부가 노출되면, 피부세포의 일종인 멜라노사이트(Melanocyte) 내에 멜라닌(Melanin)이 합성되고, 방출되어 피부 표피가 검게 변하게 되는데, 이 과정은 티로시나아제(Tyrosinase)라는 효소가 세포내의 티로신(Tyrosine)에 작용하여 도파퀴논(DOPAquinone)을 생성시키며, 상기 도파퀴논의 자발적인 반응과 일련의 효소반응을 거쳐 공중합체 흑색색소인 멜라닌이 생성되게 된다.
피부가 검게 되는 것을 막기 위해서는 멜라닌 생성 과정 중의 일부 반응을 저해함으로써 멜라닌의 생성을 감소시켜 주는 방법이 가장 간단하며 일반적인데, 이 를 위해 기존에는 아스콜빈산(Ascorbic acid), 코직산(Kojic acid), 알부틴(Arbutin), 히드로퀴논(Hydroquinone) 및 상백피 추출물 등 각종 식물 추출물이 사용되어 왔다. 상기 물질 중 코직산은 티로시나아제의 활성 부위에 존재하는 구리 이온을 킬레이트시켜 효소활동을 저해하는 작용을 하는데, 성능이 우수한 반면 화장품에 배합시 안정성에 문제점이 높아 화장료로서 적당하지 않다. 한편, 히드로퀴논은 피부에 대한 자극성이 높아 안전성 문제로 현재 화장료로 사용하지 못하고 있으며 국내 및 여러 나라에서 화장품 원재료로서 사용이 금지되고 있는 실정이며, 아스코르빅산의 경우 물질 자체의 낮은 안정성과 미백효과의 미미함으로 미백제로서의 효용성에 결함을 갖고 있다. 여러 가지 식물 추출물도 미백효과를 나타내고 있으나 대부분의 식물 추출물의 경우 고농도에서만 비교적 높은 티로시나아제 활성 저해 효과를 나타내고 기존 저농도에서는 저해 효과가 거의 나타나지 않기 때문에 원재료의 경제적인 면에서 효율적이지 못하다.
이에 따라 피부미백, 주름개선, 자외선차단 및 피부회복 촉진을 위한 다양한 화장료 조성물의 개발이 이루어져 왔다. 특히 근래에는 한국공개특허공보 제2014-0010543호(2014.01.27.)에서는 해조류의 한 종류인 톳을 미백용 화장료 소재로 발굴하여 이용하는 미백용 화장료 조성물이 개시되었다.
하지만, 톳의 경우 성분 자체로 보면 피부미백과 주름개선 등에서 매우 긍정적이지만 점액질 특성으로 인해 흡수율이 떨어지고 생리활성도도 매우 떨어지는 문제점이 있어서 이에 대한 개선이 필요하였다. 또한 톳만으로는 피부에 수분을 공급하는 기능이 충분하지 못하여 톳의 미백기능을 떨어뜨리지 않고 성질이 비슷하면서도 수분 공급 기능을 보완하여 시너지 효과를 극대화할 수 병행 소재의 발굴도 필요하였다.
한국공개특허공보 제2014-0010543호(2014.01.27)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 해조류 중 하나인 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 유효성분으로 포함하면서 이들의 피부 흡수 및 생리활성을 극대화함으로써 피부미백과 주름개선 및 피부보습 효과를 더욱 높일 수 있도록 한 화장료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 화장료 조성물은, 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일을 유효성분으로 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 톳 추출물을 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 단당류와 올리고당으로의 저분자화 처리한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 알로에 베라 잎 추출물은 알로에 베라 잎 원재료에서 얻어진 점질물 상태의 추출물을 전해질 용액에서 전기분해하여 저분자화 처리한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물을 포함하는 수상 성분들을 혼합하되, 상기 유상 성분들과 수상 성분들의 혼합 시, 상기 수상 성분들을 미스트로 변환하여 상기 유상 성분들과 1차 혼합하고, 1차 혼합된 혼합물을 응축하여 2차 혼합하는 공정을 거쳐 전체 성분들이 60℃ 이하의 온도에서 균일하게 혼합된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유상 성분들과 상기 수상 성분들의 균일한 혼합을 위하여 혼합장치가 사용되며, 상기 혼합장치는, 상기 수상 성분들을 미스트로 변환하여 분무하는 변환헤드와, 상기 변환헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성된 미스트를 보다 높은 속도로 송출하는 송출팬을 구비한 제1변환부재; 선단부가 제1변환부재와 연통되어 상기 제1변환부재로부터 송출되는 미스트를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 미스트와 유상 성분들이 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 혼합유도관; 상기 유상 성분들을 저장하는 탱크와 연결되어 상기 유상 성분들을 공급받으며 상기 혼합유도관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 혼합유도관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 혼합유도관의 유로를 향해 유상 성분들을 분무하는 분무노즐; 및 상기 혼합유도관의 선단부 내부에 구비되어 상기 제1변환부재의 송출팬으로부터 송출되는 미스트를 회오리바람의 형태로 송출함으로서 상기 혼합유도관 내부로 분무되는 유상 성분들과 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 혼합팬;으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 화장료 조성물의 제조방법은, (S1) 톳 원재료를 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 단당류와 올리고당으로의 저분자화 처리한 톳 추출물을 수득하는 단계; (S2) 알로에 베라 잎 원재료에서 얻어진 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질 용액에서 전기분해하여 최종적인 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 단계; 및 (S3) 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물 및 옥수수 전분을 포함하는 수상 성분들을 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 (S3) 단계에서 유상 성분들과 수상 성분들의 혼합 시, 상기 유상 성분들을 분무하면서 상기 수상 성분들을 상기 유상 성분들보다 더 작은 입자인 미스트로 변환하여 1차 혼합하고, 1차 혼합된 혼합물을 응축하여 2차 혼합하는 공정을 거쳐 전체 성분들이 60℃ 이하의 온도에서 균일하게 혼합되도록 하며, 상기 유상 성분들과 상기 수상 성분들을 혼합하기 위한 혼합장치는, 상기 수상 성분들을 미스트로 변환하여 분무하는 변환헤드와, 상기 변환헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성된 미스트를 보다 높은 속도로 송출하는 송출팬을 구비한 제1변환부재; 선단부가 제1변환부재와 연통되어 상기 제1변환부재로부터 송출되는 미스트를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 미스트와 유상 성분들이 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 혼합유도관; 상기 유상 성분들을 저장하는 탱크와 연결되어 상기 유상 성분들을 공급받으며 상기 혼합유도관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 혼합유도관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 혼합유도관의 유로를 향해 유상 성분들을 분무하는 분무노즐; 및 상기 혼합유도관의 선단부 내부에 구비되어 상기 제1변환부재의 송출팬으로부터 송출되는 미스트를 회오리바람의 형태로 송출함으로서 상기 혼합유도관 내부로 분무되는 유상 성분들과 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 혼합팬;으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 (S1) 단계는, (S11) 톳 원재료를 습식 또는 건식 분쇄하는 단계;
(S12) 분쇄된 톳을 120~125℃에서 15~30분간 고온가압 멸균하고, 톳으로부터 다당류를 추출함으로써 배지를 준비하는 단계; (S13) 상기 배지에 효모를 접종하여 발효시켜 톳의 비린내를 제거하고, 톳으로부터 추출된 다당류를 단당류와 올리고당으로 저분자화하는 단계;를 포함하며, 상기 (S2) 단계는, (S21) 알로에 베라 잎 원재료를 35 내지 60 ℃의 물과 혼합한 후, 균질화 처리하여 알로에 베라 잎 혼합물을 제조하는 단계; (S22) 상기 알로에 베라 잎 혼합물을 50~120 MPa의 압력으로 가압하는 단계; (S23) 상기 가압된 알로에 베라 잎 혼합물을 여과하여 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 제조하는 단계; 및 (S24) 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질이 0.25~0.5M의 농도로 함유되어 있는 전해질 용액에 첨가하여 10 내지 280V의 글로우 방전 전압에서 10 내지 90분 동안 전기분해하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물의 저분자화를 통해 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물의 함량을 증가시킬 수 있고, 이를 통해 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물에 의한 피부미백, 주름개선, 피부보습 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서 피부미백에 뛰어난 것으로 알려진 톳 추출물과 혼합되는 알로에 베라 잎 추출물과 감귤오일은 톳 추출물이 갖는 특유의 비린내를 제거하는데 효과적인 것은 물론, 톳 추출물만으로는 부족한 주름개선과 피부보습, 항염 기능을 통한 피부질환 개선까지 더할 수 있어서 톳 추출물과의 시너지 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물 및 옥수수 전분을 포함하는 수상성분들의 혼합 시 수상성분의 미스트화를 통한 혼합과 응축공정을 통해 60℃ 이하 혹은 그보다 낮은 저온에서도 모든 성분들의 원활한 혼합이 가능하다. 이에 따라 85℃ 이상의 고온에서 각 성분들을 혼합할 때 야기될 수 있는 각 성분들의 효능 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물의 개념도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 톳 추출물을 수득하는 세부공정을 설명하기 위한 흐름도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 세부공정을 설명하기 위한 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 유상 성분들과 수상 성분들을 혼합하기 위한 혼합장치의 사시도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 유상 성분들과 수상 성분들을 혼합하기 위한 혼합장치의 구성을 설명하기 위한 종단면도
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 혼합장치의 작용 및 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 화장료 조성물 및 그의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 톳 추출물을 수득하는 세부공정을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 제조방법에서 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 세부공정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1에 도시된 것처럼 본 발명의 화장료 조성물은 톳(Hizikia fusiformis) 추출물과, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일을 유효성분으로 포함하는 가운데 이들의 피부 흡수 및 생리활성을 극대화한 구성에 의해 피부미백과 주름개선 및 피부보습 효과를 더욱 높일 수 있도록 한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물 및 화장료 조성물 제조방법에 대해 각 유효성분들을 중심으로 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 톳 추출물은 톳을 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 저분자화 처리한 것을 사용한다.
일반적으로 알려진 것처럼 해조류의 일종인 톳은 갈조식물(Phaeophyta)문 모자반과의 바닷말로 한국의 서해안, 남해안 및 제주도에 서식하는 천연자원 식물이다. 톳은 식이섬유가 풍부하고 혈액응고작용 및 면역증강작용 등의 기능을 갖는 중성다당류인 라미나란(laminaran)과 함황산성 다당류인 푸코이단(fucoidan)을 다량 함유하고 있는 것으로 알려져 있다. 푸코이단은 항알러지 효과와 항염 효과가 있기 때문에 가려움, 따가움, 뾰루지 등에 효과적인 물질로서 민감성 피부용 화장품 원재료로 유용하게 사용될 수 있으며, 최근에는 주목할 점으로 tyrosinase 효소의 활성 억제로 멜라닌 생합성을 억제하여 피부미백에도 도움이 되는 것으로 알려져 있다.
하지만 톳 추출물에 포함된 푸코이단은 분자량이 약 200,000Da 이상의 분자량을 갖는 고분자여서 그 자체로는 용해도와 체내 흡수율이 낮고, 점성이 크기 때문에 그 함량이 화장료 조성물 전체 중량의 3중량% 미만으로 제한되고 있다. 따라서 본 발명에서는 톳 추출물을 효모를 이용하여 10,000Da 이하로 저분자화 처리한 것을 사용한다. 저분자화된 톳 추출물은 인체의 체내에서 용해도를 현저히 증가시키고, 약리 효과를 더욱 증대시킬 수 있으며, 점성을 낮춰서 화장품에서의 첨가량을 증대시킬 수 있는 이점을 제공할 뿐만 아니라, 톳 특유의 비린내를 제거하여 에센스나 마스크팩에도 적용이 가능하다.
알로에 베라 잎의 주요성분으로는 알로인(aloin), 알로에-에모딘(aloe-emodin), 알로에닌(aloenin), 알로에신(aloesin) 등 안트라퀴논(anthraquinone)류가 많이 보고되어 왔으며 고분자 다당류, 당단백질, 아미노산 및 미네랄 등이 밝혀져 있다. 그 약리효과로는 진통, 항알러지, 항균, 강장작용, 항염작용, 항종양작용, 혈당강하, 카드뮴 독성 완화 등이 있는 것으로 보고되어 있다. 특히, 피부 세포재생, 상처치유, 자외선으로부터의 피부면역 세포 보호, 피부보습효과 등이 보고되어, 피부 상처 개선 및 피부보호를 위한 약제학적 조성물 및 화장품에 이용 되고 있다.
알로에 베라 잎은 비타민 A, C, D, E 등의 다양한 비타민과 다양한 아미노산, 20가지의 미네랄을 포함한 약 300여 가지의 다양한 영양성분을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다. 알로에 베라 잎 추출물의 효능을 살펴보면, 피부보습에 뛰어난 것만 아니라 30% 정도의 자외선을 차단해주는 기능이 있어 기미나 주근깨, 여드름 등으로부터 피부를 보호한다. 또한, 자외선이나 외부 자극으로 인해 손상된 피부에 상처치유 효과와 피부 재생력을 높여주는 항염 기능, 가질 탈락에 도움을 주어 자극 없이 필링제의 역할을 하는 천연 필링 효과도 기대할 수 있다. 이같은 알로에 베라 잎 추출물의 경우 톳 추출물과 조합될 때 톳 특유의 비린내를 제거하는데 도움이 되며, 톳만으로는 부족한 보습기능을 충분한 수준으로 끌어올릴 수 있다는 점에서 시너지 효과를 극대화 할 수 있다는 장점이 있다.
상기 알로에 베라 잎 추출물 또한 톳 추출물과 마찬가지로 저분자 물질로 분해된 것을 사용한다. 알로에 베라 잎 추출물은 점액성을 띄는 펙틴계 고분자 다당류를 다량 포함한다. 구체적으로, 알로에 베라 잎 추출물에 포함된 고분자 다당류는 글루코오스(glucose), 아라비노오스(arabinose), 갈락토오스(galactose), 자일로오스(xylose) 등의 환원당을 포함하며, 갈락투론산(galacturonic acid), 아라비노갈락탄(arabinogalactan), 람노오스(rhamnose) 등과 같은 다당류의 식이섬유소인 펙틴을 주요 성분으로 포함한다. 이로 인해, 알로에 베라 잎 추출물은 급격한 점성 변화 및 시간 의존성의 비관성 흐름 거동(non-Newtonianflow behavior)을 나타내는 강한 점도를 나타내게 된다. 즉, 알로에 베라 잎 추출물은 상기와 같은 고분자 다당류를 포함하기 때문에 화장품 제조 시 물에 과량 혼합될 경우, 부피가 급격히 팽창하거나, 과도한 점도를 나타내게 되어 화장품으로 사용 시 기호성 및 사용감이 떨어지고, 화장품에 알로에 베라 잎 추출물을 다른 성분들과 함께 충분한 양으로 첨가하기 어려운 문제가 있어, 알로에 베라 잎 추출물의 도입으로 인한 효과가 떨어진다는 문제가 있다. 특히, 알로에 베라 잎 추출물을 이용해 화장품 제조 시, 알로에 베라 잎 추출물의 농도가 5%(w/v) 이상으로 과량 첨가되면, 점도가 비례적으로 증가하고, 알로에 베라 잎 추출물의 용해도는 감소되어 알로에 베라 잎 추출물의 포함 함량이 낮아지면서 우수한 생리활성 기능을 달성할 수 없게 된다.
이같은 문제점을 해소하고 알로에 베라 잎의 효능을 극대화하기 위해 본 발명의 실시예에서는 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질 용액에 첨가하고 전기분해하여 저분자 물질로 분해함으로써 점도를 획기적으로 저감시키는 저분자화 공정을 제안한다. 기존에는 천, 필터 등을 이용한 물리적 분리, 알콜 등을 이용한 침전 방법으로 알로에 베라 잎 내의 점질물을 분리해 내기도 하였으나, 수율 저하와 더불어 다당류 구조물에 둘러싸여 있을 수 있는 부가적인 생리활성 물질 등의 손실이 우려되었다.
옥수수 전분은 코스타치라고도 불리며 여러 녹말 중에서 가장 하얗고 입자가 고운 편으로 점성은 감자녹말에 비해 약하지만 안전성과 접착력이 좋으며, 비타민 성분이 피부노화를 방지하는 것은 물론 피부의 건조함을 막아주고 피부보습이 도움이 되며, 노폐물을 흡수하는 성질이 있어서 지성피부와 문제성 피부에 효과적인 것으로 알려져 있다. 또한 수용성 점증제로 사용하면 화장품의 점도를 증가시키는 역할도 하는 것으로도 알려져 있다.
본 발명에서 옥수수 전분은 알갱이들을 세척한 후 습식 분쇄하고 다시 재세척하여 순수 탄수화물을 생성함으로써 회수된다.
옥수수 전분의 양은 화장료 조성물 전체 중량의 0.5 내지 10중량％, 바람직하게는 1.0 내지 5.0중량％ 범위로 포함될 수 있다. 옥수수 전분은 평균 입자 크기가 500 내지 10,000nm, 바람직하게는 1,000 내지 8,000nm 범위인 수불용성의 부분 수화된 과립형 물질인 것이 바람직하다. 부분 수화된 전분은 옥수수 전분을 수중에서 50℃까지 가열하고 이온도를 0.5 내지 4시간, 바람직하게는 1 내지 2시간 동안 유지함으로써 얻어진다. 부분 수화는 옥수수 전분의 10 내지 80 중량％를 수화된 형태로 전환시킨다.
감귤오일은 전량 제주산 감귤에서 추출한 것을 사용한다. 감귤오일에 포함된 리모넨(limonene) 성분은 시트러스(citrus) 계열의 과실 등에서 추출한 정유의 주성분으로 감귤오일의 약 80% 이상을 차지하며, 염증현상을 유발하는 프로스타글란딘(Prostaglandin), 나이트릭옥사이드(NitricOxide), 인터루킨-1β(IL1β), 인터루킨-6(IL-6)와 티엔에프-알파(TNF-α)를 억제하여 피부질환 개선 효과가 탁월한 것으로 알려져 있다. 주목할 점은 감귤오일이 피부개선 효과가 있으면서도 상기 리모넨 성분에 의해 톳 추출물에서 발생하는 비린내를 제거하는 효능도 뛰어나다는 점에 있다. 이에 따라 감귤오일은 피부미백 및 피부개선을 목적으로 하는 본 발명의 화장료 조성물에서 톳 추출물의 단점을 보완하고 시너지 효과를 높일 수 있는 유효성분으로서 포함하기 적당하다.
본 발명에 의한 화장료 조성물에서 톳 추출물은 3~10중량%, 알로에 베라 잎 추출물은 3~10중량%, 옥수수 전분은 0.5~10중량%, 감귤오일은 톳 추출물의 중량 대비 1/4 포함시키는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 의한 화장료 조성물은 화장품 분야에서 통상적으로 사용되는 기제, 보조제 또는 첨가제를 사용하여 액체 또는 고체 형태로 제조될 수 있다. 액체 또는 고체 형태의 화장품으로는 예를 들면, 화장수, 크림제, 로숀제 또는 입욕제 등의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이때 화장품 분야에서 통상적으로 사용되는 기제, 보조제 및 첨가제는 특별히 제한되지 않는다. 여기에는 1,3부틸렌글리콜, 에칠헥실메톡시신나메이트, 글리세린, 세테아린알코올, 하이드로제네이티드 레시틴, 디프로필렌글라이콜, 옥틸도데카놀, 디메치콘, EDTA, 항산화제, 방부제, 정제수 등이 될 수 있다.
보다 구체적으로 화장료 조성물은 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일을 유효성분으로 함유하며, 피부학적으로 허용 가능한 부형제와 함께 유연화장수, 영양화장수, 수렴화장수, 스킨, 로션, 에센스, 크림, 마사지 크림, 팩, 메이크업 베이스, 비비크림, 파운데이션, 파우더, 클렌징 폼, 클렌징 크림 및 클렌징 워터로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 제형으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 부형제로는 피부 연화제, 피부 침투 증강제, 착색제, 방향제, 유화제, 농화제 또는 용매를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 실시예의 화장료 조성물은 상기 개시된 성분들 이외에, 향료, 색소, 살균제, 산화 방지제, 방부제 또는 보습제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 물성 개선을 목적으로 점증제, 무기 염류, 합성 고분자 물질 등을 포함할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 실시예에 의한 화장료 조성물의 제조방법에 대해 설명한다. 본 발명의 화장료 조성물 제조 방법은,
(S1) 톳 원재료를 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 단당류와 올리고당으로의 저분자화 처리한 톳 추출물을 수득하는 단계;
(S2) 알로에 베라 잎 원재료에서 얻어진 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질 용액에서 전기분해하여 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 단계;
(S3) 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물 및 옥수수 전분을 포함하는 수상 성분들을 혼합하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 (S1) 단계에서 톳 추출물의 저분자화는 아래의 단계들을 통해 이루어질 수 있다.
(S11) 톳을 습식 또는 건식 분쇄하는 단계;
(S12) 분쇄된 톳을 120~125℃에서 15~30분간 고온가압 멸균하고, 톳으로부터 다당류를 추출함으로써 배지를 준비하는 단계;
(S13) 상기 배지에 효모를 접종하여 발효시켜 톳의 비린내를 제거하고, 톳으로부터 추출된 다당류를 단당류와 올리고당으로 저분자화하는 단계;
상기 단계 (S11)에서는 톳을 충분한 물로 세척 및 탈염한 후, 후술하는 고온가압 멸균 단계(S12 단계)에서 해조 다당류와 같은 인체에 유용한 성분의 효율적인 추출을 위하여 습식 또는 건식 분쇄한다.
상기 단계 (S12)에서는 적당한 크기로 분쇄된 톳을 원재료의 상태에 따라 톳과 물을 1:2 ~ 1:15의 비율로 혼합한 다음, 해조 다당류와 같은 인체에 유용한 성분들의 효율적인 추출을 도모하고 효모의 발효를 위하여 상기 혼합물을 121℃에서 15~30분간 고온가압 멸균함으로써 인체에 유용한 성분들의 추출과 톳에 존재하는 잡균의 멸균을 하나의 공정으로 단순화하여 동시에 수행한다. 고온가압 멸균 후에 효모의 최적 생육 온도인 37℃까지 냉각한다.
상기 단계(S13)에서는 앞서 제조한 고온가압 멸균된 배지에 효모를 접종하는 단계로 무균적인 환경을 유지하여 잡균에 의한 오염을 방지하면서 실시한다. 여기서, 효모는 배지를 기준으로 하여 1~5%(v/v)가 되도록 접종한다. 또한 효모는 사카로마이세스 세르비지에 또는 칸디다 유틸리스를 사용할 수 있다.
가압 멸균된 배지에 효모를 접종하면, 효모가 배지를 이용하여 대수적으로 생육하면서 생리활성 물질의 생성 및 고분자 다당류(예를 들어 푸코이단) 등의 저분자화를 유도한다. 특히, 효모가 대수적으로 증식하면서 톳 엽체를 먹이원으로 이용하기 때문에 푸코이단 등의 다당류가 단당류(후코즈 등)와 올리고당으로 저분자화된다. 또한, 효모에 의한 발효를 통해 톳에 존재하는 해조취 등의 비린내를 제거할 수 있다. 발효는 효모의 충분한 생육을 위하여 37℃에서 2~3일간 실시하며, 원활한 증식을 위하여 교반과 더불어 멸균필터로 제균된 공기를 발효조에 지속적으로 넣어줌으로써 효모에 의한 최적의 발효조건을 충족시켜 준다.
효모에 의해 발효가 완료된 발효산물을 121℃에서 15~20분간 고온가압하여 멸균한다. 이어서, 톳 발효산물을 메쉬(20~200 메쉬)망을 이용하여 톳 발효액과 발효잔사로 분리하고, 분리된 톳 발효액을 톳 추출물로 적용한다.
한편 상기 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 단계(S2)는 다음과 같은 단계들을 포함할 수 있다.
(S21) 알로에 베라 잎 원재료를 35 내지 60 ℃의 물과 혼합한 후, 균질화 처리하여 알로에 베라 잎 혼합물을 제조하는 단계;
(S22) 상기 알로에 베라 잎 혼합물을 50~120 MPa의 압력으로 가압하는 단계;
(S23) 상기 가압된 알로에 베라 잎 혼합물을 여과하여 알로에 베라 잎 추출물을 제조하는 단계;
(S24) 상기 알로에 베라 잎 추출물을 전해질이 0.25~0.5M의 농도로 함유되어 있는 전해질 용액에 첨가하여 10 내지 280V의 글로우 방전 전압에서 10 내지 90분 동안 전기분해하는 단계;
상기 단계 (S21)에서는 알로에 베라 잎 원재료를 35 내지 60 ℃의 물과 혼합한 후, 균질화 처리하여 알로에 베라 잎 혼합물을 제조하는 단계로서, 이 단계에서는 적정 온도로 가열한 물을 알로에 베라 잎 원재료와 혼합한 후, 균질화 처리 장치를 이용해 균질화 처리하여 알로에 베라 잎 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 알로에 베라 잎 혼합물의 제조는 통상적인 파쇄장치를 이용하여 알로에 베라 잎을 물과 혼합한 상태에서 300 내지 400 메쉬의 평균 입자크기를 갖도록 파쇄한다. 이로써 가열된 물과의 혼합으로 인해 균질하게 알로에 베라 잎이 분쇄되어 혼합된 알로에 베라 잎 혼합물을 제조할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 제조한 알로에 베라 잎 혼합물은 임펠러(impeller)가 구비된 혼합조에서 고속으로 교반하여 균질화하도록 구성하고, 알로에 베라 잎 분쇄물의 응집이 발생되지 않도록 물의 함량을 조절하여 알로에 베라 잎의 유효성분의 추출 효율을 높일 수 있다. 이 때, 물은 추출수율을 향상시키고, 유효성분의 파괴가 유발되지 않도록 온도가 35 내지 60 ℃인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이 단계에서 알로에 베라 잎 및 물을 1:20 내지 1:5의 중량비로 혼합하여 상기 알로에 베라 잎 혼합물을 제조할 수 있다.
상기와 같이 알로에 베라 잎 혼합물을 제조한 후, 상기 알로에 베라 잎 혼합물을 가압하는 단계(S22)를 수행함으로써 알로에 베라 잎의 식물 세포벽에 손상 또는 자극을 유도하여 알로에 베라 잎에 포함된 각종 유효성분을 더욱 효과적으로 추출할 수 있다. 이 때, 상기 알로에 베라 잎 추출물은 물을 용매로 포함하기 때문에, 알로에 베라 잎의 조직에 균일한 압력을 가해 가압에 의한 추출효율의 향상 효과가 더욱 높다.
구체적으로, 상기와 같은 고압 처리는 알로에 베라 잎 혼합물에 포함된 각종 유효성분의 파괴를 방지할 수 있도록, 외부와 기체 유통이 차단된 환경에서 50 내지 120MPa의 압력으로 가압하고, 40 내지 60℃의 온도로 가열하는 공정을 동시에 적용하여 알로에 베라 잎에 포함된 각종 유효성분을 단시간에 추출하는 것이 가능하며, 불순물이 거의 없어 고순도의 알로에 베라 잎 성분을 손쉽게 수득할 수 있는 장점을 갖는다.
이러한 가압 공정에서 압력이 50MPa 미만으로 진행될 경우, 가압효율이 떨어져 유효성분의 추출률이 크게 향상되지 않는 문제가 있고, 120MPa의 압력을 초과할 경우에는 온도 제어가 힘들고, 유효성분이 파괴될 수 있는 문제가 있다.
상기 단계 (S23)는 상기 알로에 베라 잎 혼합물을 여과하여 알로에 베라 잎 추출물을 제조하는 단계로서, 본 단계에서는 상기와 같은 추출방법으로 알로에 베라 잎의 유효성분을 다량 포함하는 알로에 베라 잎 혼합물을 300 내지 400 메쉬의 여과막으로 여과하여 알로에 베라 잎 추출물을 얻을 수 있다. 이러한 방법으로 추출한 알로에 베라 잎 추출물은 알로에 베라 잎에 포함된 고분자 다당류, 당단백질, 아미노산 및 미네랄 등의 유효성분을 다량 포함하여, 피부에 적용 시 주름개선, 피부보습 및 피부진정 등과 같은 개선효과를 나타낼 수 있다.
이 단계에서 생성된 알로에 베라 잎 추출물은 펙틴계 고분자 다당류로 인해 높은 점도를 갖는 점질물 상태이다.
상기 단계 (S24)는 알로에 베라 잎 추출물을 전해질 용액에 첨가한 후 전기분해하여 각종 고분자 다당류를 저분자화시켜, 알로에 베라 잎 추출물의 점도를 획기적으로 저감시키는 공정이다. 즉, 알로에 베라 잎 추출물을 전해조에 투입하여 전극에 전기에너지를 가함으로써 일종의 전기분해에 의해 알로에 베라 잎 추출물의 고분자 다당류의 사슬이 끊겨 저분자화가 되는 것이다. 글로우 방전 근처의 전압으로 전기에너지를 가하면 라디칼 등이 발생되고, 이 반응성이 좋은 라디칼 등이 알로에 베라 잎 추출물의 다당류의 주사슬(backbone)을 공격해 다당류가 저분자화 된다.
상기 전해조는 외부로 전기가 흐르지 않게 내산성 고분자 재질이나 유리재질의 용기를 사용한다. 그리고 전해질과 전극이 잘 접촉할 수 있게 교반기를 장치하는데 이 교반장치도 전기 절연성이어야 한다. 반응이 일어나는 애노드는 백금이나, 금 등 귀금속 전극을 사용하고 캐소드는 텅스텐, 스테인리스 스틸, 카본 등을 사용한다. 저분자로 만들고자 하는 알로에 베라 잎 추출물을 전해질이 0.25~0.5M의 농도로 함유되어 있는 전해질 용액에 첨가한다. 전해질로서는 C6H8O7, NaCl, KCl, HCl, HCOOH, CH3COOH 등을 사용할 수 있다. 이는 이온을 전달할 수 있는 전해질의 역할을 알로에 베라 잎 추출물 자체로만 할 수 없기 때문이다.
상기 알로에 베라 잎 추출물이 첨가된 전해질 용액을 전해조에 투입하고 전압을 증가시키면 글로우(glow) 방전이 시작된다. 글로우 방전 전압은 전해질 종류와 농도 푸코이단의 농도에 따라 변한다. 0V에서부터 전압을 증가시키면 전류가 증가하나 글로우 방전이 시작되면서 애노드에 불꽃이 일고 가스층이 전극을 덮기 시작해 전류 값은 감소하다가, 전압이 계속 증가하면 다시 전류 값이 증가하기 시작하는 점이 전해질 용액에서 나타났다. 보통 합성 고분자를 분해할 때는 글로우 방전을 이용해 라디칼 등이 많이 발생하는 전압범위에서 분해반응을 진행시키는데 알로에 베라 잎 추출물의 다당류는 글로우 방전 전압보다 낮은 전압에서도 저분자화 되었다. 글로우 방전 전후 전압 범위에서 전기분해 반응 시간을 조절하면(10~90분) 다당류의 분자량을 제어할 수 있다. 이러한 전기분해에 의해 분자량 10,000Da 이하 내지 올리고당 수준의 5,000Da 이하의 알로에 베라 잎 추출물이 만들어진다.
상기와 같이 전기분해를 통해 다당류를 저분자화하고, 저분자화된 다당류를 포함하는 알로에 베라 잎 추출물을 한외여과막(Ultrafiltration Membrane)으로 여과하여 5,000~10,000Da 범위의 분자량을 갖는 저분자화 처리된 다당류를 포함시킴에 따라 점도가 획기적으로 감소된 알로에 베라 잎 추출물을 최종적으로 수득할 수 있다.
이러한 방법으로 제조된 알로에 베라 잎 추출물은 점도가 낮아지면서 5% 이상의 과량 첨가 시에도 분산이 용이하고, 저분자화된 다당류를 포함함에 따라 생리활성이 우수하여 화장품 제조에 효과적으로 이용될 수 있다.
상기 (S3) 단계에서는 새롭게 개발된 독특한 혼합장치를 이용하여 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물 및 옥수수 전분을 포함하는 수상 성분들을 혼합하기 위하여 85℃ 이상의 열을 가하지 않고서도 60℃ 이하 혹은 그보다 낮은 저온에서도 균일한 혼합이 가능하다.
상기 혼합장치는 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 혼합유도관(10), 분무노즐(20), 제1변환부재(30), 제2변환부재(40), 냉각부재(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 혼합유도관(10)은 제1변환부재(30)에서 수상 성분 미스트와 유상 성분을 함께 공급받아 강하게 접촉 및 혼합시키면서 1차 혼합하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 혼합유도관(10)은 선단부가 제1변환부재(30)와 연통되어 상기 제1변환부재(30)로부터 송출되는 수상 성분 미스트를 공급받을 수 있도록 함과 동시에 유상 성분탱크와 연결되어 상기 분무노즐(20)로부터 유상 성분도 공급받는다. 배관 형태를 갖는 몸체 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 벤츄리관 형태의 유로를 형성하는 돌출부(11)가 구비된다. 이같은 돌출부(11)는 도 7에서 볼 수 있는 것처럼 수상 성분 미스트와 분무된 유상 성분이 벤츄리 효과에 의해 상대적으로 협소해진 유로(10a)에서 보다 증가된 속도로 흐르면서 서로 강하게 접촉할 수 있도록 유도한다. 또한, 상기 돌출부(11) 내부에는 삼방밸브(60)의 제1공급관(62)을 통해 유상 성분탱크와 연결되어 유상 성분을 공급받아 임시 저장하는 챔버(11a,11b)가 형성되고, 상기 돌출부(11) 중 유로가 협소하게 형성된 지점에 대응하는 중간 지점의 내주면에는 상기 챔버(11a,11b)로부터 유상 성분을 공급받아 분사하는 제1분사홀(11c)이 내주면 둘레방향을 따라 다수 형성되며, 상기 돌출부(11) 중 후단부 지점에는 상기 챔버(11a,11b)로부터 유상 성분을 공급받아 분사하는 제2분사홀(11d)이 후단부 둘레방향을 따라 다수 형성된다. 이로써, 유상 성분을 분무노즐(20)만 아니라 보다 다양한 지점에서 동시다발적으로 공급할 수 있게 되어 수상 성분 미스트와 보다 효과적으로 접촉할 수 있게 된다. 특히 돌출부(11) 중간 지점에 형성된 제1분사홀(11c)을 통해 분사되는 유상 성분이 가장 빠른 속도로 흐르고 있는 수상 성분 미스트와 격렬하게 접촉할 수 있도록 하는 것에 반해, 돌출부(11) 후단부 지점에 형성된 제2분사홀(11d)을 통해 분사되는 유상 성분은 상대적으로 느린 속도로 흐르고 있는 수상 성분 미스트와 차분하게 접촉할 수 있도록 하였다. 이같이 다양성이 공존하는 구성에 의하여 수상 성분 미스트와 유상 성분의 혼합 및 접촉의 효과를 높이고 그에 따른 혼합 품질을 높은 수준으로 끌어올릴 수 있게 된다.
또한 상기 혼합유도관(10)의 선단부 내부에는 제1변환부재(30)의 송출팬(32)으로부터 송출되는 수상 성분 미스트를 도 8과 같이 회오리바람의 형태로 송출하는 혼합팬(12)이 더 구비된다. 이같은 혼합팬(12)이 구비되어 작동하게 되면 도 7에서 볼 수 있는 것처럼 벤츄리 효과에 의해 수상 성분 미스트와 분무된 유상 성분의 유동속도가 빠르게 형성되면서 서로 강력한 접촉이 이루어지는 것과 함께 도 8에서 볼 수 있는 것처럼 수상 성분 미스트가 강력한 회오리바람의 형태로 유상 성분과 혼합되는 복합작용이 일어난다. 따라서 수상 성분 미스트와 유상 성분 간 접촉 및 혼합이 매우 신속하면서도 효과적으로 일어나게 된다. 참고로 상기 혼합팬(12)은 최근 가정에서 사용되고 있는 에어서큘레이터에 채용된 팬과 동일한 형태의 것으로 마련하면 충분하다.
상기 분무노즐(20)은 상기 혼합유도관(10) 내부에서 수상 성분 미스트의 흐름방향과 일치하게 유상 성분을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 분무노즐(20)은 삼방밸브(60)의 제2공급관(63)을 통해 유상 성분탱크와 연결되어 액상의 유상 성분을 공급받으며 혼합유도관(10)의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 혼합유도관(10)의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부(11)에 의해 협소하게 형성된 유로를 향하도록 형성된다. 여기서 상기 분무노즐(20)은 도 6에서 볼 수 있는 것처럼 혼합유도관(10)의 벽체로부터 중심선까지 형성된 제1노즐부(21)와 상기 제1노즐부(21)로부터 혼합유도관(10)의 중심선을 따라 연장되어 그 끝단이 돌출부(11)에 의한 협소한 유로(10a)에 까지 근접하게 형성된 제2노즐부(22)로 이루어진다. 이같은 분무노즐(20)은 돌출부(11)에 의한 협소한 유로(10a) 인근에서 유상 성분을 수상 성분 미스트 흐름방향으로 일치하게 분사하면서 수상 성분 미스트의 유동속도를 가속화하는데 도움을 주게 된다. 이로써 혼합유도관(10)의 돌출부(11) 중간 지점의 협소한 유로(10a)에서 보다 빠른 속도로 수상 성분 미스트와 유상 성분이 접촉하는데 기여한다.
상기 제1변환부재(30)는 이송관(P1)을 통해 공급받은 수상 성분을 미스트 형태로 상변환하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 제1변환부재(30)는 플랜지를 구비하여 상기 이송관(P1)과 혼합유도관(10) 중간에서 연통되는 배관 형태의 몸체를 갖고 내부에는 이송관(P1)을 통해 이송되는 수상 성분을 수상 성분 미스트로 변환하여 분무하는 변환헤드(31)를 구비한다. 이같은 변환헤드(31)는 물분무 소화설비에 적용되는 노즐 또는 헤드를 그대로 채용할 수 있으나, 내부식성 및 내구성을 강화한 소재로 개량하여 적용하는 것이 바람직하다. 이처럼 이송관(P1)으로부터 공급받은 수상 성분을 그대로 사용하지 않고 미스트 형태의 수상 성분 미스트로 변환하게 되면 분사되는 유상 성분과 접촉할 수 있는 접촉면적을 획기적인 수준으로 넓힐 수 있게 되어 고품질의 혼합이 가능하다는 점에서 매우 중요하다.
또한, 상기 제1변환부재(30) 내부에는 변환헤드(31)로부터 분무되면서 속도가 낮은 수상 성분 미스트를 보다 높은 속도로 송출하는 송출팬(32)이 구비된다. 혼합팬(12)의 경우 수상 성분 미스트를 밀어 송출하는데 특화된 기능을 가지고 있다면 상기 송출팬(32)은 변환헤드(31)의 설치로 인한 저항을 이겨내면서 속도가 낮아진 상태로 생성된 수상 성분 미스트를 끌어내어 상기 송출팬(32)까지 송출하는데 적합하다고 할 수 있다. 본 발명에서는 이처럼 송출팬(32)과 혼합팬(12)을 인근에 나란히 직렬 배치함으로써 양자 간 장점을 극대화할 수 있도록 하였다.
상기 제2변환부재(40)는 상기 혼합유도관(10)을 거치면서 1차 혼합이 이루어진 수상 성분 미스트와 유상 성분이 혼합된 혼합액을 공급받아 물방울 형태의 적상으로 만들면서 서로 간의 혼합품질을 극대화하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 제2변환부재(40)는 배관 형태의 몸체에 의해 혼합유도관(10)의 후단부에 연결되어 상기 혼합유도관(10)을 경유한 수상 성분 미스트와 유상 성분이 혼합된 혼합액을 공급받으며, 내부에는 유로를 차단하는 형태로 다수의 미세공이 형성된 그릴(41,42,43)(grill)이 이격을 두고 직렬로 복수 배치된다. 도면에 따르면 세 개의 그릴(41,42,43)이 배치된 것으로 도시되었는데 이같은 구성에 의하면 혼합액이 상기 그릴(41,42,43)에 의해 형성된 그릴층을 통과할 때마다 수축(응축) 및 팽창을 반복하면서 수상 성분에 대한 유상 성분의 혼합품질을 점진적으로 높일 수 있게 되며, 혼합액이 각각의 그릴(41,42,43)을 통과할 때마다 그릴(41,42,43) 뒤쪽에 형성된 이격공간(44a,44b,44c)에서는 난류 형태의 유동까지 일어나면서 수상 성분과 유상 성분 간 혼합이 더욱 활발하게 이루어지게 된다.
상기 가열부재(50)는 혼합유도관(10)에 공급되는 유상 성분을 중간에서 가열하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 가열부재(50)는 인입구(52a)와 인출구(52b)를 구비하여 유상 성분탱크로부터 유상 성분을 공급받은 후 삼방밸브(60)의 인입배관(61)을 통해 혼합유도관(10)으로 배출하는 내관(51)과, 상기 내관(51)을 이격되게 둘러싸서 보온하는 외관(52)과, 상기 내관(51)의 내부에서 내관(51)의 중심축을 따라 봉 형상으로 길게 형성되고 히터를 내장하고 있어서 내관(51)의 내부를 경유하는 유상 성분을 가열하는 가열봉(53)과, 상기 가열봉(53)의 외주면을 따라 나선형으로 형성되어 상기 내관(51)의 내부를 나선 형태로 경유하도록 유상 성분을 안내하면서 접촉하여 가열시켜주는 가열핀(54)을 구비한다. 이같은 가열부재(50)의 구성에 의하면 공급되는 유상 성분의 온도를 높일 수 있게 되어 혼합유도관(10) 내부에서 수상 성분 미스트와 유상 성분 간 혼합이 더 높은 온도 분위기에서 이루어질 수 있도록 해준다.
제조예1 : 톳 추출물의 제조
청정지역인 완도에서 생산된 톳을 여러 차례 물로 세척하여 탈염한 다음 분쇄하여 물과 1:5의 비율로 혼합한 후 121℃에서 20분간 고온가압 멸균하였다. 그 다음 효모(사카로마이세스 세레비시애)를 접종하여 37℃에서 3일간 배양하였다. 배양 후 121℃에서 20분간 고온가압 멸균함으로써, 원하는 톳 추출물을 최종적으로 수득하였다.
제조예2 : 알로에 베라 잎 추출물의 제조
미국 텍사스 주에서 생산된 알로에 베라 잎을 원재료로 하여 물로 세척한 후, 분쇄, 여과 과정을 거쳐 알로에 추출물을 만든 후 이소프로판올(isopropanol)을 혼합하여 섞은 후 침전시켰다. 이 침전물을 탈수 에탄올(dehydrated ethanol)로 세척한 후에 진공으로 건조시켜 고형물을 얻었다. 이를 1.3-부틸렌 글리콜 용액(1,3-butylene glycolic solution)으로 용해시킨 후에 여과시켜 알로에 베라 추출물을 수득하였다.
상기 알로에 베라 잎 추출물을 저분자화하기 위하여, 폴리프로필렌 500ml 비커에 두 전극과 온도계를 고정시키고 발생가스가 유출될 수 있는 관이 꽂혀 있는 실리콘마개로 구성되어 있는 전해조를 준비하였다. 직경이 50μm인 백금 선을 애노드로 하고 두께 1mm, 면적 10×30mm 스테인리스 스틸을 캐소드로 사용하였다. 전해조에 푸코이단 용액을 200ml를 투입하고 C6H8O7을 가해 농도가 0.5M이 되게 하고 마그네틱 바에 의해 교반하였다. 두 전극을 직류 전력공급기(power supply)에 연결하고 100V를 인가하여 전기분해하여 저분자화된 알로에 베라 잎 추출물을 최종적으로 수득하였다.
실시예
톳 추출물과 저분자화된 알로에 베라 잎 추출물을 상기 제조예 1 및 2와 같이 제조한 다음, 아래의 표 1(단위: 중량%)의 조성비에 따라 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일을 유효성분으로 하는 화장료 조성물(크림)을 제조하였다. 이 때, 유효성분인 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일의 총 함량(유효성분 혼합물)은 22중량%이다.
성분원료 실시예 1(중량%) 분류
톳 추출물 8.0 수상
알로에 베라 잎 추출물 8.0 수상
옥수수 전분 4.0 수상
감귤오일 2.0 유상
1,3부틸렌글리콜 3.0 수상
에칠헥실메톡시신나메이트 0.5 유상
글리세린 2.5 수상
세테아린알코올 2.0 수상
하이드로제네이티드 레시틴 1.5 유상
디프로필렌글라이콜 2.0 수상
옥틸도데카놀 1.5 수상
디메치콘 2.0 유상
EDTA 0.2 수상
항산화제 0.3 수상
방부제 0.3 수상
정제수 62.2 수상
비교예
비교예는 상기 실험예와 비교하여, 각 성분들을 동일한 조성비로 혼합하되 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물의 저분자화를 하지 않은 것(비교예 1), 알로에 베라 잎 추출물과 옥수수 전분, 감귤오일 대신 모두 저분자화를 하지 않은 톳 추출물로 혼합한 것(비교예 2), 옥수수 전분과 감귤오일을 제외한 것(비교예 4)으로 하여 각각의 화장료 조성물(크림)을 제조하였다. 아래 표 2에는 비교예 1 내지 3에 포함된 성분들의 조성이 정리되었다.
성분원료 비교예 1
(중량%)		 비교예 2
(중량%)		 비교예 3
(중량%)
톳 추출물 8.0(저분자화 X) 22.0(전분자화 X) 8.0(저분자화 O)
알로에 베라 잎 추출물 8.0(저분자화 X) 0.0 8.0(저분자화 O)
옥수수 전분 4.0 0.0 0.0
감귤오일 2.0 0.0 0.0
1,3부틸렌글리콜 3.0 3.0 3.0
에칠헥실메톡시신나메이트 0.5 0.5 0.5
글리세린 2.5 2.5 2.5
세테아린알코올 2.0 2.0 2.0
하이드로제네이티드 레시틴 1.5 1.5 1.5
디프로필렌글라이콜 2.0 2.0 2.0
옥틸도데카놀 1.5 1.5 1.5
디메치콘 2.0 2.0 2.0
EDTA 0.2 0.2 0.2
항산화제 0.3 0.3 0.3
방부제 0.3 0.3 0.3
정제수 62.2 62.2 68.2
실험예 1 : 피부미백 평가
본 실험예 1에서는 21 내지 40세 여성들을 선정하여 4개의 그룹(각 10 명)으로 나눈 뒤, 각각의 그룹에 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3에 따라 제조된 크림을 매일 2회씩(아침/저녁) 30일 동안 얼굴 전면에 도포하게 하였다. 그리고 피부 상태를 비교하기 위하여 Aram Huvis Co., Ltd.의 Aramo TS Diagnosis System을 이용하여 비침습적 방법으로 색소지수를 측정하고 각 그룹별로 평균치를 산출하여 표 3과 같이 정리하였다. 여기서 색소지수(MI: melanin index)는 반사율 분광 광도계의 반사되는 광선의 정도를 광학적 측정기법에 의하여 나타낸 것이며, 1 내지 100의 범위를 갖는다.
색소지수
실험 전 실험 후 변화율(%)
실시예 1 41.3 26.2 37
비교예 1 40.6 28.7 29
비교예 2 42.1 25.7 40
비교예 3 41.5 26.5 36
상기 표 3을 살펴보면, 저분자화된 톳 추출물과 저분자화된 알로에 베라 잎 추출물을 모두 포함하는 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3이 실험 전과 비교하여 피부미백 효과가 뛰어났던 것으로 나타났다. 그리고 그 중에서도 비교예 2가 실시예 1 보다도 피부미백 효과가 뛰어났던 것으로 나타났는데 이는 비교예 2에 피부미백에 기여하는 톳 추출물의 함량이 2배 이상 포함되었기 때문으로 판단된다. 하지만 비교예 2를 제외하고 실시예 1이 상대적으로 피부미백 효과가 더 높게 나타난 것은 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물에 대한 저분자화 처리 때문인 것으로 보인다.
실험예 2 : 주름개선 평가
주름개선을 평가하기 위해서 위 실험예 1을 실시하는 중에 병행하여 Aramo TS Diagnosis System을 이용하여 비침습적 방법으로 피부에 대한 탄력지수를 측정하고 각 그룹별로 평균치를 산출하여 표 4와 같이 정리하였다.
여기서, 탄력지수 측정의 원리는 흡입과 흡입시간의 지속에 따른 피부 변화와 복원력을 기본원리로 측정하는 것이며, 기기 내부에 300mmbar의 마이너스 압력을 준 다음 피부를 빠르고 균일하게 흡입하여 측정 부위의 피부 변화 값을 광학측정시스템이 인지하여 수치가 변화하도록 한 것이다. 탄력지수는 0 내지 100의 범위 이내이며, 0 내지 30의 범위 이내는 낮음, 30 내지 70의 범위는 보통, 70 내지 100의 범위는 높은 상태이다.
탄력지수
실험 전 실험 후 변화율(%)
실시예 1 57.3 65.4 14
비교예 1 57.8 63.2 9
비교예 2 58.2 61.3 5
비교예 3 57.5 65.1 13
상기 표 4를 살펴보면, 저분자화된 톳 추출물과 저분자화된 알로에 베라 잎 추출물을 모두 포함하는 실시예 1과 비교예 3이 탄력지수 개선 수치가 가장 높았으며, 알로에 베라 잎 추출물이 포함되지 않은 비교예 2는 상대적으로 탄력지수 개선 수치가 가장 낮았던 것으로 나타났다. 실시예 1이 비교예 1과 비교하여 탄력지수 개선 수치가 더 높게 나타난 것은 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물에 대한 저분자화 처리가 탄력지수 개선에 긍정적으로 작용했기 때문인 것으로 보인다.
실험예 3 : 피부보습 평가
위 실험예 1, 2를 실시하는 중에 병행하여 크림을 도포하기 전에 미리 항온, 항습 조건(24 ℃, 습도 40%)에서 수분측정기(corneometer, CM820 courage Khazaka electronic GmbHtk, Germany)를 이용하여 피부 건조도를 측정한 뒤 이를 기본값으로 하고, 30일이 경과한 후 피부 수분량을 측정하여, 이의 변화량을 평가하였다.
이에 따라 계산된 피부 수분 증가율(%)을 아래의 표 5에 나타내었다. 아래의 표 5에 개시된 값은 각 그룹의 피부 수분 증가율의 평균값을 나타낸 것이다.
피부 수분 증가율(%)
실시예 1 91.3
비교예 1 86.4
비교예 2 78.2
비교예 3 91.8
상기 표 3을 보면, 저분자화된 톳 추출물과 저분자화된 알로에 베라 잎 추출물을 모두 포함하는 실시예 1과 비교예 3이 피부 수분 증가율에서 현저히 우수함을 확인할 수 있었다. 반면 비교예 1의 경우 모든 조성이 동일함에도 불구하고 피수 수분 증가율이 감소하였는데 이는 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물의 저분자화가 진행되지 않았기 때문인 것으로 판단된다. 한편, 알로에 베라 잎 추출물이 포함되지 않은 비교예 2의 경우에는 다른 것들에 비해 피부 수분 증가율이 현저히 낮았음을 확인할 수 있었다.
실험예 4 : 설문조사를 통한 항목별 관능실험
실험예 4는 앞서 실험에 참여한 각 그룹의 피실험자들이 피부미백, 주름감소, 피부보습, 자외선 차단, 피부진정 및 발림성 항목에 대해 어느 정도의 효과를 체험하였다고 느꼈는지를 파악하고자 설문조사를 통한 관능실험을 실시하였다. 이때 각 그룹에 속한 10명의 피실험자들이 각 항목들마다 10점 만점으로 하여 0점까지 점수를 줄 수 있도록 하였으며 각 그룹의 항목별 점수를 합산하여 표 6에 정리하였다.
구분 1그룹(실시예 1) 2그룹(비교예 1) 3그룹(비교예 2) 4그룹(비교예 3)
피부미백 93 84 95 94
주름감소 75 53 32 77
피부보습 96 91 72 90
자외선 차단 76 73 52 61
피부진정 86 82 65 88
발림성 82 75 81 86
실험결과, 피부미백 항목에서는 피실험자들의 만족도가 대단히 높게 나타난 가운데, 상대적으로 톳 추출물의 함량이 가장 높은 비교예 2에 대한 3그룹의 만족도가 가장 높은 것으로 나타났다.
주름감소 항목에서는 저분자화된 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 사용한 실시예 1과 비교예 3에 대하여 해당 그룹의 만족도가 가장 높았으며, 비교예 1과 비교예 2를 사용한 다른 그룹들의 만족도는 낮은 것으로 나타났다.
피부보습 항목에서는 저분자화된 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 사용한 실시예 1에 대하여 해당 그룹의 만족도가 가장 높았고, 알로에 베라 잎 추출물을 성분으로 포함하지 않은 비교예2에 대한 해당 그룹의 만족도가 가장 낮았다.
자외선 차단 항목에서는 비교예 2와 비교예 3을 각각 사용한 3그룹과 4그룹의 피실험자들의 만족도가 상대적으로 낮게 나타났다. 이는 알로에 베라 잎 추출물의 자외선 차단 효과와 더불어 옥수수 전분도 자외선 차단에 기여한 것으로 판단된다.
피부진정 항목에서는 알로에 베라 잎 추출물이 포함된 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 3을 사용한 그룹들의 만족도가 그렇지 않은 그룹에 비해 훨씬 높았던 것으로 나타났다.
발림성 항목에서는 저분자화된 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물을 사용한 실시예 1을 사용한 그룹이 그렇지 않은 비교예 1을 사용한 그룹보다 만족도가 높았다. 유의할만하게도 발림성 항목에서는 비교예 3을 사용한 그룹의 만족도가 가장 높았는데 이는 비교예 3의 경우 옥수수 전분을 사용하지 않는데다가 정제수의 함량이 가장 높았기 때문인 것으로 판단된다.
전술된 실험예들을 종합해보면, 실시예 1에 따른 화장료 조성물이 피부미백, 주름개선, 피부보습 등에서 모두 개선된 효과를 보였으며, 특히 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물에 대한 저분자화를 진행하였을 때 그렇지 않았을 때보다 효과를 높이는데 상당히 유의미한 변화를 가져온 것으로 확인되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (8)

  1. 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물, 옥수수 전분 및 감귤오일을 유효성분으로 포함하며,
    상기 톳 추출물을 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 단당류와 올리고당으로의 저분자화 처리한 것이며,
    상기 알로에 베라 잎 추출물은 알로에 베라 잎 원재료에서 얻어진 점질물 상태의 추출물을 전해질이 0.25~0.5M의 농도로 함유되어 있는 전해질 용액에 첨가하고 10 내지 280V의 글로우 방전 전압에서 10 내지 90분 동안 전기분해하여 저분자화 함으로써 점도를 저감한 것이며,
    상기 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물, 알로에 베라 잎 추출물을 포함하는 수상 성분들을 혼합하되, 상기 유상 성분들과 수상 성분들의 혼합 시, 상기 수상 성분들을 미스트로 상변환하고 미스토로 상변화된 수상 성분들을 송출하면서 상기 유상 성분들을 분사하여 1차 혼합하며, 1차 혼합된 혼합물을 응축하여 2차 혼합하는 공정을 거쳐 60℃ 이하의 온도에서 균일하게 혼합된 유상 성분들과 수상 성분들을 구비한 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유상 성분들과 상기 수상 성분들의 균일한 혼합을 위하여 혼합장치가 사용되며, 상기 혼합장치는,
    상기 수상 성분들을 미스트로 상변환하여 분무하는 변환헤드와, 상기 변환헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성된 미스트를 보다 높은 속도로 송출하는 송출팬을 구비한 제1변환부재;
    선단부가 제1변환부재와 연통되어 상기 제1변환부재로부터 송출되는 미스트를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 미스트와 유상 성분들이 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 혼합유도관;
    상기 유상 성분들을 저장하는 탱크와 연결되어 상기 유상 성분들을 공급받으며 상기 혼합유도관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 혼합유도관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 혼합유도관의 유로를 향해 유상 성분들을 분무하는 분무노즐; 및
    상기 혼합유도관의 선단부 내부에 구비되어 상기 제1변환부재의 송출팬으로부터 송출되는 미스트를 송출함으로서 상기 혼합유도관 내부로 분무되는 유상 성분들과 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 혼합팬;
    으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  6. (S1) 톳 원재료를 고온가압 멸균 처리한 후 효모를 접종하여 다당류를 단당류와 올리고당으로의 저분자화 처리한 톳 추출물을 수득하는 단계;
    (S2) 알로에 베라 잎 원재료에서 얻어진 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질 용액에서 전기분해하여 최종적인 알로에 베라 잎 추출물을 수득하는 단계; 및
    (S3) 감귤오일을 포함하는 유상 성분들과 상기 톳 추출물과 알로에 베라 잎 추출물 및 옥수수 전분을 포함하는 수상 성분들을 혼합하는 단계;를 포함하며,
    상기 (S1) 단계는,
    (S11) 톳 원재료를 습식 또는 건식 분쇄하는 단계;
    (S12) 분쇄된 톳을 120~125℃에서 15~30분간 고온가압 멸균하고, 톳으로부터 다당류를 추출함으로써 배지를 준비하는 단계;
    (S13) 상기 배지에 효모를 접종하여 발효시켜 톳의 비린내를 제거하고, 톳으로부터 추출된 다당류를 단당류와 올리고당으로 저분자화하는 단계;를 포함하며,
    상기 (S2) 단계는,
    (S21) 알로에 베라 잎 원재료를 35 내지 60 ℃의 물과 혼합한 후, 균질화 처리하여 알로에 베라 잎 혼합물을 제조하는 단계;
    (S22) 상기 알로에 베라 잎 혼합물을 50~120 MPa의 압력으로 가압하는 단계;
    (S23) 상기 가압된 알로에 베라 잎 혼합물을 여과하여 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 제조하는 단계; 및,
    (S24) 점질물 상태의 알로에 베라 잎 추출물을 전해질이 0.25~0.5M의 농도로 함유되어 있는 전해질 용액에 첨가하고 10 내지 280V의 글로우 방전 전압에서 10 내지 90분 동안 전기분해하는 단계;를 포함하며,
    상기 (S3) 단계에서 유상 성분들과 수상 성분들의 혼합 시, 상기 수상 성분들을 미스트로 상변환하고 미스토로 상변화된 수상 성분들을 송출하면서 상기 유상 성분들을 분사하여 1차 혼합하며, 1차 혼합된 혼합물을 응축하여 2차 혼합하는 공정을 거쳐 60℃ 이하의 온도에서 균일하게 혼합되도록 한 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서
    상기 유상 성분들과 상기 수상 성분들을 혼합하기 위한 혼합장치는,
    상기 수상 성분들을 미스트로 상변환하여 분무하는 변환헤드와, 상기 변환헤드로부터 분무되면서 속도가 낮게 형성된 미스트를 보다 높은 속도로 송출하는 송출팬을 구비한 제1변환부재;
    선단부가 제1변환부재와 연통되어 상기 제1변환부재로부터 송출되는 미스트를 공급받으며 내부에는 내경을 점차 줄여주었다가 원상태로 넓히면서 중간 지점에 협소한 유로를 형성하는 돌출부가 구비되어 이송 중인 미스트와 유상 성분들이 협소해진 유로에서 보다 증가된 속도로 접촉할 수 있도록 한 혼합유도관;
    상기 유상 성분들을 저장하는 탱크와 연결되어 상기 유상 성분들을 공급받으며 상기 혼합유도관의 선단부 벽체를 관통한 상태에서 끝단부가 상기 혼합유도관의 중심선상에 위치하면서 상기 돌출부에 의해 협소하게 형성된 혼합유도관의 유로를 향해 유상 성분들을 분무하는 분무노즐; 및
    상기 혼합유도관의 선단부 내부에 구비되어 상기 제1변환부재의 송출팬으로부터 송출되는 미스트를 송출함으로서 상기 혼합유도관 내부로 분무되는 유상 성분들과 원활한 혼합이 이루어질 수 있도록 한 혼합팬;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 화장료 조성물의 제조방법.
  8. 삭제
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