KR102415236B1 - 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 조성물은 양이온성 셀룰로스 폴리머, 극성이온 및/또는 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 세정과정에서 모발, 피부 또는 섬유 성분의 소실을 효과적으로 방지할 수 있어, 이를 통해 모발, 피부 또는 섬유의 건강함을 유지하고, 특히 강도, 윤기 등의 특성을 개선시키는 효과를 가져, 샴푸, 세정제, 화장료 등 다양한 제품에 포함되어 사용될 수 있다.

Description

모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물{COMPOSITION FOR PREVENTING LOSS OF COMPONENTS OF HAIR, SKIN, OR FIBER}

본 발명은 피부, 모발 또는 섬유를 구성하는 성분의 소실을 방지할 수 있는 조성물에 관한 것이다.

피부, 모발 등의 세정제의 주된 목적은 기름때를 제거하는 것이다. 이를 위해서 대부분의 세정제는 계면활성제를 사용하는데, 특히 음이온 계면활성제가 세정에 탁월한 효과가 있어서 널리 사용되고 있다. 그러나, 계면활성제는 모발 또는 피부를 구성하는 성분, 특히 모발, 피부 등에 포함된 지질(lipid)을 소실시키는 문제가 있다.

피부에서 지질(lipid)은 피부 장벽으로서 각질층 사이를 연결시켜 줌으로써 외부환경으로부터 각질을 보호하고, 수분증발을 막아주는 역할을 한다. 피부에서 지질(lipid)이 소실되면, 각질층 사이가 들 뜨고 피부결이 나빠지는 문제가 있다.

모발 지질(lipid)은 피지샘으로부터 공급되는데, 피지는 모발과 두피를 물로부터 보호하는 소수성 코팅막 역할을 한다. 많은 연구들은 피지가 피부에서와같이 두피에도 보습 효과가 있음을 밝히고 있다. 모발 지질(lipid)은 모발의 감촉에 영향을 미치며, 빗질의 용이성, 모발에 부드러움, 매끄러움 또는 윤기 부여, 모발 표면의 마찰 저하, 정전기 방지 또는 모발 보호 등의 부가적인 기능을 하는데, 계면활성제에 의한 모발 지질의 소실은 모발 부드러움, 윤기 등의 감소, 정전기 또는 마찰에 의한 모발의 손상 등을 유발하는 문제를 야기한다.

따라서, 계면활성제에 의한 모발, 피부 등의 내부 성분, 특히 지질(lipid)이 용출되는 문제를 해결하기 위해서, 최근에는 합성물질의 사용을 배제하고 천연 세정 성분을 포함하는 세정제 시장이 형성되고 있다. 그러나, 이 경우 음이온 계면활성제를 배제함으로써 세정 효과가 현저히 떨어지는 한계가 있다.

한편, 모발/피부 지질의 소실에 의한 문제를 해결하기 위해서 특허 US2004/0156810은 모발 내부에 유기산을 침투시키고 윤기 및 모발을 강화시키는 기술, 분자량이 400으로 비교적 낮은 실란 폴리머를 모발에 침투시켜 모발을 뻣뻣하게 만드는 기술(Journal of Sol-Gel Science and Technology 79, (2016), 359), 겔 네트워크로 지방 알코올을 모발에 침투시키는 기술(International Journal of Cosmetic Science, 39, (2017) 543)이 보고되었으나, 이러한 성분들은 모발 고유의 성분이 아닌 합성 화합물을 모발에 인위적으로 침투시키는 방법으로 모발의 강화를 유지시키기 때문에, 소비자에게 거부감을 야기하고 모발이나 피부 자체를 보호하지 못한다는 문제점이 여전히 존재하였다.

또한, 모발에 함유된 지방산들을 샴푸에 함유시켜 침투시켜 지질 소실의 문제를 해결하기 위한 제품들도 개발되었으나, 세정제에서 지방산의 함량이 0.5%가 넘어가면 세정 과정에서 오히려 머리에 기름때를 흡착시키는 나쁜 결과를 초래하고, 함량이 0.5% 보다 낮으면 세정과정에서 지방산이 모발 내부로 침투하지 못하고, 물에 의해서 모두 씻겨 내려가므로, 여전히 지질 소실의 문제를 해결할 수 없다.

따라서, 모발, 피부 등의 성분이 세정제에 의하여 소실되는 것을 방지할 수 있는 기술의 개발이 여전히 요구된다.

상기한 배경하에 본 발명자들은, 세정과정에서 모발, 피부 또는 섬유를 구성하는 성분이 소실되는 문제를 해결하기 위해 연구를 거듭하여, 모발, 피부 또는 섬유의 구성성분이 소실되는 메커니즘을 밝히고, 본 발명의 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물, 양이온성 셀룰로스 폴리머 및/또는 극성오일을 포함하는 조성물을 이용해서 이러한 성분이 소실되는 것을 효과적으로 방지할 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분 및 카르보디이미드계 화합물; 양이온성 셀룰로스 폴리머; 및 극성오일로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 모발, 피부 또는 섬유 처리용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 세정용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 조성물은 세정과정에서 일어나는 모발, 피부 또는 섬유의 성분이 소실되는 것을 방지하여, 세정과정에서 오는 손상 및 자극으로부터 모발, 피부 또는 섬유를 보호하며, 건강함을 유지시켜주는 효과를 갖는다. 따라서, 본 발명의 조성물은 세정제, 화장료 등에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 음이온 계면활성제에 의해 유발되는 모발 내 성분이 소실되는 메커니즘을 보여주는 모식도이다. 그룹 A는 모발 내부 성분 중 낮은 소수성 또는 양친매성을 갖는 성분이고, B 그룹은 모발 내부 성분 중 소수성을 갖는 성분을 의미한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세정에 따른 모발 내 지질 소실 특성을 가스 크로마토그램으로 정량화한 값을, 미처리모에 대한 상대값(%)으로 나타낸 그래프이다. 1번 실험군부터 9번 실험군까지는 순차적으로 다음과 같다: C₁₄: 미 리스틸 산(Myristyl acid), C₁₆: 팔미트 산(Palmitic acid), C₁₈: 스테아르 산(Stearic acid), C₁₈₌₁: 올레 산(Oleic acid), 콜레스테롤(Cholesterol), 스쿠알렌(Squalene), C₁₄-C₁₄ 지질, C₁₄-C₁₆ 지질, C₁₆-C₁₆, C₁₈-C₁₆ 지질.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 조성물의 처리에 의한 모발에서 지질 소실 방지 효과를 확인한 결과는 나타낸 그래프이다. 그룹 A는 모발 내부 성분 중 낮은 소수성 또는 양친매성을 갖는 지질이고, B 그룹은 모발 내부 성분 중 소수성을 갖는 지질을 의미한다.

본 발명은 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물을 제공한다.

본 발명의 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물은 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분 및 카르보디이미드계 화합물; 양이온성 셀룰로스 폴리머; 및 극성오일로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물은 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분 및 카르보디이미드계 화합물과 양이온성 셀룰로스 폴리머; 극성오일; 또는 양이온성 셀룰로스 폴리머 및 극성오일을 포함할 수 있다.

본 발명에서 "모발, 피부 또는 섬유 성분"이란 모발, 피부 또는 섬유를 구성하는 성분을 의미하는 것이다. 보다 바람직하게는 상기 모발, 피부 또는 섬유 내부를 구성 또는 내부에 포함된 성분으로, 즉 내부 성분을 의미한다. 본 발명의 상세한 설명에서는 내부 성분, 구성성분 또는 모발, 피부 또는 섬유 내 성분 등의 상호 교환적으로 사용할 수 있다. 내부 성분의 구체적인 예로 케라틴 단백질, 지질, 수분 및 미량원소 등이 포함되나, 상기 성분에만 한정되는 것은 아니다. 상기 미량원소는 니켈, 티탄산염, 철, 몰리브덴, 구리, 코발트, 철 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다. 세정 과정에서 모발, 피부 또는 섬유의 내부 성분은 마찰 압력, 계면활성제에 의한 흡착 등에 의해서 소실되며, 이에 의해 모발, 피부 또는 섬유가 거칠어 지거나, 푸석해지는 문제가 발생한다. 또한, 내부 성분의 소실에 의해서 강도가 약해져 잘 끊어지고 갈라지는 문제도 발생한다. 본 발명의 조성물은 이러한 내부 성분이 세정과정에서 소실되는 것을 방지하는 효과를 가지며, 이에 의하여 모발, 피부 또는 섬유를 건강하게 유지시켜줄 수 있다.

본 발명의 조성물은 모발, 피부 또는 섬유 내 성분을 가교결합시켜 외부로 확산에 의해 용출되는 것을 방지하고, 세정과정에서 외부에서 접촉하는 계면활성제에 대한 보호막을 형성하여, 계면활성제가 내부에 침투하는 것을 억제하며, 이를 통해서 내부 성분의 소실을 막을 수 있다. 특히, 구체적인 일 구현예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물을 모발에 처리하는 경우, 모발 내 지질의 소실이 현저히 방지되고, 이에 따라 모발이 더욱 강화됨을 확인하였는바, 이러한 측면에서 상기 내부 성분은 지질일 수 있고, 본 발명의 조성물은 모발, 피부 또는 섬유 내 지질의 소실 방지용 조성물 일 수 있다.

본 발명의 발명자는 시험예 1에서 확인한 바에 따라, 상기 내부 성분 중 지질의 소실 기작을 두 가지로 나누고, 소수성의 특성을 갖는 소수성 지질은 모발, 피부 또는 섬유 내의 계면활성제 마이셀의 이동에 의해 함께 소실되며, 양친매성 또는 상대적으로 낮은 소수성을 갖는 지질의 경우 모발 내부에서 모발 표면 쪽으로 확산이 일어나면서, 모발 외부로 용출된 지질성분이 계면활성제와 결합하여 소실되는 것을 메커니즘 적으로 예상하고, 이를 방지하기 위해 연구를 지속한 결과, 본 발명의 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분 및 카르보디이미드계 화합물; 양이온성 셀룰로스 폴리머; 및/또는 극성오일을 이용하여 지질의 소실을 효과적으로 방지할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명에서 소수성 지질 그룹은 다른 지질에 비해 상대적으로 높은 소수성을 갖는 것을 의미하며, 일 예로 스쿠알렌(Squalene), 왁스에스터(Wax ester)가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 양친매성 또는 상대적으로 낮은 소수성을 갖는 지질 그룹은 지방산(미리스틸 산(Myristyl acid, C₁₄), 팔미트 산(Palmitic acid, C₁₆), 스테아르 산(Stearic acid, C₁₈), 올레 산(Oleic acid, C₁₈₌₁), 콜레스테롤(Cholesterol)), 콜레스테롤 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물은 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분 및 카르보디이미드계 화합물을 포함할 수 있다.

상기 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분은 모발, 피부 또는 섬유 내부의 아미노산 사이의 가교결합을 형성시키는 역할을 하는 성분을 의미하는 것으로, 상기 아미노산과 직접 결합하여 가교결합을 형성하거나, 아미노산끼리 결합할 수 있도록 중간에서 매개하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로 카르보디이미드계 화합물과 결합하여, 내부 성분 간의 가교결합을 형성시킬 수 있고, 또는 매개 성분의 일 측면은 내부 성분과 직접 결합하고, 일 측면은 카르보디이미드계 화합물과 결합하여 내부 성분 간의 가교결합을 형성시킬 수 있다. 상기 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물을 포함하는 본 발명의 조성물은 모발, 피부 또는 섬유 내부의 아미노산을 가교결합시켜, 내부 성분이 세정과정에서 표면 또는 외부로 확산되어 소실되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히 모발, 피부, 또는 섬유의 내부 성분을 가교 결합을 통해서 소수성 내부 성분의 소실을 효과적으로 방지할 수 있다.

구체적인 시험예에서 확인한 바와 같이, 종래의 세정액을 이용해서 세정을 10회 진행한 경우 모발 내 지질의 60%가 소실되었으나, 상기 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물을 이용해서 모발 내부 성분 간의 가교결합을 형성시킨 경우, 10회 세정을 진행한 후에도 소수성 지질 성분들의 소실 정도가 낮아짐을 알 수 있다.

본 발명에서 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분은 카르복실기 또는 아민기를 포함해서 모발, 피부 또는 섬유의 단백질 표면의 생체 아미노산과 반응할 수 있는 것을 모두 포함한다. 구체적으로 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분은 천연 추출물, 아미노산, 펩타이드, 단백질, 폴리머류, 실리콘류, 지방알콜류, 지방산류, 왁스류, 에스테르류 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 가교결합 매개 성분은 모발, 피부 또는 섬유의 단백질 잔기(티올, 하이드록실, 카르복실 또는 아민)와 공유결합을 형성함으로써, 내부 성분 간 가교결합이 가능하게 하며, 또한, 카르보디이미드계 화합물과의 반응 효율을 증대시켜 내부 성분 간 가교결합이 더욱 효율적으로 형성되게 하는데 특징이 있다.

상기 천연 추출물은 일 예로, 홍경천 추출물, 동백잎 추출물, 우르솔산, 오배자 추출물, 해조 추출물, 해바라기씨 추출물, 고삼 추출물, 인삼 추출물, 황련 추출물, 금잔화 추출물, 자작나무 수액, 자작나무 추출물, 화초 추출물, 천라 추출물, 베르가못 추출물, 편백 추출물, 고삼홍경천 추출물, 고삼 추출물, 창출 추출물, 병풀 추출물, 황련 추출물, 홍삼수, 패모 추출물, 은방울꽃 추출물, 벌집 추출물, 카시스 추출물, 석류 추출물, 레몬 추출물, 솔싹 추출물, 녹차 추출물, 브로커리 추출물, 꿀 추출물, 크랜베리 추출물, 베리 추출물, 라벤터 추출물, 렌틸콩 추출물, 생강 수 추출물 등을 포함할 수 있으며, 상기 단백질 및 펩타이드로는 천잠실크, 실크, 폴리라이신, 해조, 울 및 모발, 밀로부터 얻어진 단백질 및 펩타이드 등을 포함할 수 있다.

상기 아미노산으로는 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 트레오닌, 세린, 시스테인, 시스틴, 메티오닌, 아스파르트산, 아스파라긴, 글루탐산, 디요드티로신, 리신, 아르기닌, 히스티딘, 페닐알라닌, 티로신, 트립토판, 프롤린, 옥시프롤린 등을 포함할 수 있다.

상기 펩타이드는 아미노산 2 내지 200개로 구성된 펩타이드를 포함하며, 단백질은 케라틴, 콜라겐, 젤라틴, 식물 단백질 또는 이들의 가수 분해물을 포함한다. 상기 케라틴은 하이드롤라이즈드 케라틴(hydroylzed keratin)이 바람직하며, 특히, 분자량이 200 내지 150,000 Da인 것이 보다 바람직하다.

상기 폴리머류는 분자량 1000 내지 100만 정도의 선형(linier) 및 분지(branched) 사슬형, 네트웍크(network)형 폴리머 화합물을 포함하며, 필요에 따라서 이들 탄소 사이에 이중 결합이나 링 구조의 다양한 치환체가 포함된 경우도 본 발명에 포함된다. 분자 내 말단 어느 하나에 생체 반응성 관능기를 부착하기 위한 반응이 용이하도록 -COONa, -COOK, -COOH, -NH₂, -NHR, -NR₂, -Cl, -Br, -I, 또는 -F 기와 같은 생체 반응기를 부착하기 위해 반응성을 갖는 잔기를 적어도 하나 이상 분자 내에 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 탄소수 10000 내지 50만 정도의 선형 또는 분지 사슬형 폴리머이면서, 분자 내 말단 어느 하나에 생체 반응성 관능기를 부착시키는 반응이 용이하도록 -COONa, -COOK, -COOH, -NH2, -NHR, -NR2, -Cl, -Br, -I, 또는 -F 기와 같은 반응성을 갖는 잔기를 적어도 하나 이상 분자 내에 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리 라이신과 같은 아미노산 폴리머, 폴리아민 폴리머, 폴리카르복실릭산 폴리머, 폴리머로 메타크릴로일에틸베타인/메타크릴레이트 공중합체(Methacryloylethyl Betaine/Methacrylate Copolymer), 옥틸아크릴아마이드/아크릴레이트/부틸아미노에틸 메타크릴레이트 공중합체(Octylacrylamide/Acrylates/Butylaminoethyl Methacrylate Copolymer)와 같은 양쪽성의 폴리머 또는 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrrolidone), 피브이피/브이에이 공중합체(PVP/VA Copolymer), 피브이피/디메틸아미노에틸메타크릴레이트 공중합체(PVP/Dimethylaminoethylmethacrylate Copolymer), 폴리우레탄과 같은 비이온성 폴리머 그리고 아크릴레이트 메타크릴레이트 공중합체(Acrylate Methacrylate Copolymer), 브이에이/ 크로토네이트/ 비닐네오데카노에이트 공중합체(VA/Crotonates/ Vinyl Neodecanoate Copolymer)와 같은 음이온성 폴리머 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 실리콘류로는 예를 들면, 디메치콘, 트리메치콘, 페닐트리메치콘, 아모디메치콘, 아모디페닐트리메치콘, 아모디-펜타 페닐트리메치콘, 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 메틸트리메치콘, 페닐트리메치콘, 메치콘, 사이크로메치콘, 알킬메틸실록산, 디메치콘코폴리올, 트리메틸실릴아모디메치콘 형태의 화합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 지방알콜류는 탄소수 10 내지 50개 정도의 사슬 및 분지형의 지방알콜 화합물로서, 예를 들면, 라우릴알콜, 세틸알콜, 스테아릴알콜, 이소스테아릴알콜, 베헤닐알콜 등이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.

상기 지방산류는 탄소수 10 내지 50개 정도의 사슬 및 분지형 지방산화합물로서, 예를 들면, 18-메틸 에이코사노산, 라우릭산, 스테아린산, 이소스테아린산 등이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.

상기 왁스류는 예를 들면, 칸델리라왁스, 카르나우바왁스, 라이스왁스, 비즈왁스, 라놀린, 오조케라이트, 세레신왁스, 파라핀왁스, 마이크로 결정체왁스, 폴리에틸렌왁스 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 에스테르류는 예를 들면, 이소프로필미리스테이트, 부틸미리스테이트, 이소프로필팔미테이트, 에틸스테아레이트 이소프로필리놀레이트, 데실미리스테이트, 세틸미리스테이트, 세틸팔미테이트, 하이드로겐네이티드 폴리이소부텐(Hydrogenated polyisobutaine) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명에서 카르보디이미드계 화합물은 N=C=N 구조를 포함하는 화합물을 모두 포함하는 의미로, 보다 구체적으로, N,N'- 메틸렌-비스-(4-이소시아네이토사이클로헥산)-, 호모폴리머, 폴리에틸렌 글리콜 모노-Me-에테르-블록트((N,N'-methylene-bis-(3-isocyanatocyclohexane)-, homopolymer, polyethylene glycol mono-Me-ether-blocked)), N,N'-디사이클로헥실카르보디이미드(N,N'-dicyclohexylcarbodiimide), N,N'-디이소프로필카르보디이미드(N,N'-diisopropylcarbodiimide), N-에틸- N'(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드하이드로클로라이드(N-ethyl-N'(3-dimethylaminopropyl)carbodiimidehydrochloride, N-사이클로헥실, N'-이소프로필카르보디이미드(N-cyclohexyl,N'-isopropylcarbodiimide), N-터트-부틸,N'-메틸카르보디이미드(N-tert-butyl,N'-methylcarbodiimide), N-터트-부틸,N'-에틸카르보디이미드(N-tert-butyl,N'-ethylcarbodiimide), N,N'-디사이클로펜틸카르보디이미드(N,N'-dicyclopentylcarbodiimide), 비스[[4-(2,2-디메틸-1,3-디옥소릴)]메틸]카르보디이미드(bis[[4-(2,2-dimethyl-1,3-dioxolyl)]methyl]carbodiimide), N-에틸,N-페닐카르보디이미드(N-ethyl,N-phenylcarbodimide), N-페닐,N-이소프로필카르보디이미드(N-phenyl,N-isopropylcarbodiimide) 및 이의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 것 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물은 두 가지 방법으로 가교결합을 형성할 수 있다. 모발, 피부 또는 섬유의 단백질 표면의 카르복실기를 갖는 아미노산인 아스파라긴산 및 글루타민산이 카르보디이미드계 화합물과 1차 반응을 하여 반응성 에스테르를 형성하고, 뒤이어 아민 잔기를 갖는 가교결합 매개 성분과 반응해서 공유결합을 형성하거나, 카르복실기를 갖는 가교결합 매개 성분이 카르보디이미드계 화합물과 1차 반응하여 반응성 에스테르를 형성하고, 뒤이어 아민 잔기를 갖는 생체의 아미노산과 반응하여 공유결합을 형성할 수 있다.

바람직한 일 구현예로, 카르복실기를 갖는 가교결합 매개 성분을 직접 생체 반응성을 갖는 반응성 에스테르 가교결합 매개 성분 형태로 만들어 주거나, 모발(17.5~21.9%)에 과량 존재하는 아미노산(ex, 아스파라긴산, 글루타민산)을 반응성 에스테르화시켜 아민기를 포함하는 가교결합 매개 성분이 표적화할 수 있는 카르보디이미드계 화합물을 사용하여 반응성을 갖는 에스테르 형태(반응성 모발 강화 성분)를 만들어서 반응 효율을 증대시킴으로써 그 효과를 확연히 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 가교결합 매개 성분은 기타 다른 아미노산을 표적할 수 있는 카르보디이미드, 이미도에스터, 아릴아자이드, 디아지린, 하이드록시메틸 포스핀, 펜타플루오로페닐에스터, 피리딜 디설파이드, 설포-하이드록시석신이미드 에스테르, 알콕시 아민, 하이드라자이드, 할로아세틸, 아자이드와 같은 관능기를 분자 내에 더 포함할 수 있고, 이 경우 더 많은 결합을 형성할 수 있어, 내부 성분의 소실을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

보다 구체적인 예로, 상기 조성물은 카르복실기를 갖는 가교결합 매개 성분 또는 모발/피부/섬유의 단백질 표면에 먼저 고분자 형태 카르보디이미드계 화합물이나 또는 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드.염산(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide.HCl)과 같은 카르보디이미드계 화합물을 1차 반응시켜 반응성 에스테르를 형성하고, 형성된 반응성 에스테르 관능기에 다시 아민을 갖는 가교결합 매개 성분을 반응시키거나, 모발/피부/섬유 표면의 아민과 반응시킴으로써 성분간 결합을 형서시켜 우수한 모발/피부/섬유 강화 효과를 얻을 수 있다.

상기 반응은 바람직하게 pH 2 내지 pH 10의 조건에서 수행될 수 있고, 또는 pH 3 내지 9에서 반응할 수 있고, 또는 pH 4 내지 5 정도의 산성 내지 약산성 수용액 상에서 반응하는 것이 가장 우수한 반응 효율을 가질 수 있다. 상기 반응은 1분 내지 30분 이내 완료될 수 있다.

본 발명의 조성물은 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분을 전체 조성물에 있어서 0.0001 내지 10 중량%로 포함하고, 카르보디이미드계 화합물을 전체 조성물에 있어서 0.0001 내지 10 중량%로 포함할 수 있고, 또는 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분을 전체 조성물에 있어서 0.01 내지 10 중량%로 포함하고, 카르보디이미드계 화합물을 전체 조성물에 있어서 0.01 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물은 극성 오일 및/또는 양이온성 셀룰로스 폴리머를 포함한다. 본 발명의 조성물은 상기 극성 오일 및/또는 양이온성 셀룰로스 폴리머를 통해서 모발, 피부 또는 섬유 내 성분이 소실되는 것을 방지할 수 있고, 특히, 양친매성 또는 낮은 소수성을 갖는 내부 성분이 소실되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이는 세정이 일어나는 동안, 극성 오일 또는 양이온성 셀룰로스 폴리머가 내부 성분 대신 계면활성제와 결합하여 내부 성분의 소실을 방지하고, 모발, 피부 또는 섬유의 전하 밀도를 높임으로써 모발, 피부 또는 섬유 표면의 계면장력을 낮춰, 이를 통해 내부 성분 접촉각이 낮아짐으로써 소수성이 약하거나 양친매성을 갖는 내부 성분들이 모발, 피부 또는 섬유의 표면에 노출되었을 때 계면활성제에 의해 소실되는 것이 방지된다.

특히, 본 발명의 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물을 포함하는 조성물은 소수성 성분의 소실을 효과적으로 억제하였으나, 상대적으로 낮은 소수성을 갖거나 양친매성의 성분의 소실을 방지하는 효과를 상대적으로 약한 것을 확인하였는바, 본 발명의 조성물은 상기 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물과 함께, 극성 오일 및/또는 양이온성 셀룰로스 폴리머를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 계면활성제의 침투에 의한 및 내부 성분의 확산에 의한 소실을 모두 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물과 함께, 극성 오일 및/또는 양이온성 셀룰로스 폴리머를 더 포함하는 경우, 내부 성분의 소실을 방지하는 효과가 각 성분만을 처리한 경우보다 현저히 우수함을 본 발명의 일 실시예를 통해서 확인할 수 있다.

본 발명에서 오일은 화장료 조성물의 미셸 또는 물에 희석하는 경우 형성되는 코아세르베이트에 의하여 모발, 피부 또는 섬유로 운반될 수 있다. 모발, 피부 또는 섬유에 흡착/침투할 수 있는 것이라면 제한되지 않고 본 발명에 포함될 수 있고, 바람직하게는 극성오일 일 수 있다. 본 발명의 조성물에서 극성오일은 0.0001 내지 10 중량%; 또는 0.01 내지 10 중량%; 또는 0.1 내지 5중량%로 포함될 수 있다.

본 발명에서 극성도는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용하는 극성도에 따라 평가될 수 있고, 본 기술분야의 통상적인 평가 방법에 의하여 극성오일로 분류되는 것이라면 모두 본 발명에 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 물과 오일에서의 계면장력 값과 반비례하는 값을 오일 극성도 분류 기준으로 제시하는 에보닉(Evonik)사의 극성도 평가법에 따라 평가될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 오일의 계면장력은 낙하형상 분석기(Drop shape analyzer, KRUESS, Germany)로 물 수조 내부에서 오일 방울을 형성시켜, 영상분석을 통해서, 방울의 길이와 직경 및 형성된 각을 측정하고, 다음 일반식 1의 영 라플라스 방정식(Young-Laplace equation)으로 계산할 수 있다.

[일반식 1]

본 발명에서 상기 극성오일은 바람직하게, 상기한 방법에 의하여 측정된 80 내지 180mM/m의 계면장력 값을 기준으로 계면장력이 계면장력이 150 mN/m 이하인 오일 일 수 있다.

상기 극성오일은 3 내지 30개 탄소 원자의 사슬 길이의 포화 및/또는 불포화, 분지된 및/또는 비분지된 알콜과 3 내지 30개의 탄소 원자의 사슬 길이의 포화 및/또는 불포화, 분지된 및/또는 비분지된 알칸카르복실산의 에스테르의 군에서 선택되고, 또한 3 내지 30개의 탄소 원자의 사슬 길이의 포화 및/또는 불포화, 분지된 및/또는 비분지된 알콜과 방향족 카르복실산의 에스테르의 군에서 선택될 수 있다. 이러한 에스테르 오일은 이소프로필 미리스테이트, 이소프로필 팔미테이트, 이소프로필 스테아레이트, 이소프로필 올레에이트, n-부틸 스테아레이트, n-헥실 라우레이트, n-데실 올레에이트, 이소옥틸 스테아레이트, 이소노닐 스테아레이트, 이소노닐 이소노나노에이트, 2-에틸헥실 팔미테이트, 2-에틸헥실 라우레이트, 2-헥실데실 스테아레이트, 2-옥틸도데실 팔미테이트, 올레일 올레에이트, 올레일 에루케이트, 에루실 올레에이트, 에루실 에루케이트, 디카프릴릴 카르보네이트(세티올 CC), 코코글리세리드(미리톨 331), 부틸렌 글리콜 디카프릴레이트/디카프레이트, 디부틸 아디페이트 및 이러한 에스테르의 합성, 반합성, 식물, 동물, 광류 등의 천연 혼합물(예를 들어, 호호바유)로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 오일 중에서 계면장력이 150 mN/m 이하인 것 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 극성오일로 에보닉사의 TEGOSOFT APM(PPG3-미리스틸 에테르)를 포함하는 세정제를 모발에 처리한 경우, 상기 오일이 모발 내로 침투하여 세정과정에서 낮은 소수성 또는 양친매성 내부 성분이 소실되는 것을 방지할 수 있음을 확인 하였다. 구체적으로, 계면장력 값이 150 mN/m을 초과하는 비극성 오일을 조성물에 포함하여 사용한 경우에는 오일이 모발 내에 침투하지 못하고 표면에 잔류하여, 세정과정에 물에 의하여 세척됨으로써, 모발 내 지질의 소실을 방지하지 못하였다. 그러나, 극성오일은 모발 내로 침투하여, 낮은 소수성 또는 양친매성 지질들이 모발의 표면 쪽으로 확산되어 이동할 때, 극성 오일이 함께 이동하여, 세정과정에서 만나는 계면활성제와 극성오일이 결합함으로써, 지질이 모발 밖으로 용출되어 소실되는 것을 방지할 수 있다.

상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 폴리머 총 중량에 대하여 질소함량이 1.5중량% 이상인 것 일 수 있다. 바람직하게는 폴리머 총 중량에 대하여 질소함량이 1.5중량% 내지 3.5 중량%, 또는 1.8 내지 3.2 중량%, 또는 2.0 내지 3.0 중량%일 수 있다. 폴리머에 포함된 질소의 함량이 1.5 중량% 이상인 경우, 모발, 피부 또는 섬유 성분이 소실되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 셀룰로스 골격 내 글루코스 단위체의 2번 및 3번 탄소에 결합된 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide; EO) 또는 OH는 수소결합가능하고, 6번 탄소에 결합된 OH자리는 링커를 통해 수소결합이 가능하지 아니하는 양이온성 4차 암모늄이 도입된 것 일 수 있다.

상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 바람직하게는 하이드록시 에틸 셀룰로스와 트라이메틸아민을 포함하는 4차 암모늄 염(quaternized ammonium salt)일 수 있다.

상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 글루코스 링 내 α와 β 위치에 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide; EO)로 치환한 폴리머일 수 있다.

본 발명의 양이온성 셀룰로스 폴리머는 본 발명에 기재된 방법에 따라 합성하여 사용할 수 있고, 상업적으로 판매되는 셀룰로스 폴리머를 사용할 수 있다. 상업적으로 판매되는 셀루로스 폴리머는 일 예로 폴리쿼너늄-10(Polyquaternium-10) 중에서 전체 질소 함량이 1.5 중량% 이상인 것 일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 질소가 1.7 또는 2.8 중량%로 포함된 양이온성 셀룰로스 폴리머를 포함하는 경우, 세정과정에서 양친매성 내부 성분 또는 상대적으로 낮은 소수성을 띄는 내부 성분의 소실이 방지됨을 확인하였다. 본 발명의 시험예 1에서 확인한 바와 같이 양친매성 내부 성분 또는 상대적으로 낮은 소수성을 띄는 내부 성분은 세정과정에서 시간이 경과됨에 확산에 의해서 용출되어, 피부, 모발 또는 섬유의 표면에서 음이온 계면활성제와 만나 소실되는데, 본 발명의 양이온성 셀룰로스 폴리머가 지질 대신 피부, 모발 또는 섬유의 표면에서 음이온계면활성제와 접촉하여 결합됨으로써 지질이 소실되는 것을 방지함을 확인하였다.

보다 구체적으로, 상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 하기 화학식 1로 표시되는 4차 암모늄 염일 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서 α와 β는 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide; EO) 또는 OH가 결합되어 있고, α와 β 중 어느 하나는 에틸렌 옥사이드(EO)가 결합된 것일 수 있다.

x는 1 내지 10이고, 바람직하게는 1 내지 5, 더욱 바람직하게 1 내지 3 일 수 있다.

n은 1 내지 10 이며, 바람직하게는 1 내지 5, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 일 수 있다.

y는 0 내지 1 이고, n이 1일 때 y는 0.3 내지 0.7일 수 있고, 바람직하게 0.4 내지 0.6, 더욱 바람직하게 0.45 내지 0.55일 수 있다.

*본 발명의 양이온성 셀룰로스 폴리머는 분자량이 30만 내지 290만, 또는 60만 내지 250만, 또는 70 내지 150만일 수 있다.

본 발명의 양이온성 셀룰로스 폴리머는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 합성방법에 의하여 합성될 수 있다.

구체적인 일 예로, 하이드록시 에틸 셀룰로스를 클로로하이드록시프로필 트라이메틸아민으로 4차화 반응시켜 얻은 4차 암모늄 염을 제조할 수 있다. 구체적으로 수산화 나트륨과 요소를 용매인 물에 대하여 7 내지 9 : 10 내지 12 : 75 내지 85(수산화나트륨 : 요소 : 물)의 중량비로 함유시킨 후, 하이드록시 에틸 셀룰로스를 1 내지 3 중량%의 농도로 녹여 제조하고, 이후 4차 암모늄계 화합물을 추가 함유시켜 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 수산화나트륨과 요소를 용매인 물에 대하여 7.5 : 11 : 81.5(수산화나트륨 : 요소 : 물)의 중량비로 함유시킨 후, 하이드록시 에틸 셀룰로스를 2 중량%의 농도로 녹여 제조할 수 있다. 상기 조성의 용매는 하이드록시 에틸 셀룰로스의 용해도 및 안정성 향상에 도움을 주어 반응 과정 내에서의 개질 균일성 증진에 도움을 준다[Bi Xiong, Dissolution of cellulose in aqueous NaOH/urea solution: role of urea, Cellulose(2014) 21: 1183-1192]. 이후 4차 암모늄계 화합물을 적절한 농도(셀룰로스의 글루코스 단량체 대비 1 몰 또는 그 이상의 몰 수)로 추가 함유시켜 상온 또는 가온 조건에 따라 반응을 진행하면서 개질 시켜, 본 발명의 양이온성 셀룰로스 폴리머를 얻을 수 있다.

상기 양이온성 셀룰로스 폴리머의 글루코오스 링 내에서 개질 가능한 수산화 그룹을 가지는 위치는 C₂, C₃ 및/또는 C₆ 세 군데일 수 있다. 이 중 C₆의 일차 알코올의 경우, 최소화된 입체 장애를 가지고 있기 때문에 일반적으로 개질 반응에 대해 우수한 위치 선택성을 가진다. 이에 비해 C₂, C₃ 간의 개질 반응 선호도 차이에 대해서는 용매 시스템 등의 조건에 따라 달라질 수 있다[Mitsuru Abe, Regioselectivity in Acetylation of Cellulose in Ionic Liquids, Materials Science inc. Nanomaterials & Polymers(2016) 1: 2474-2478].

글루코스 링 내 α와 β 위치에 EO 부가의 경우 에폭사이드를 이용한 기상중합을 진행, 챔버 내 반응물을 분사 한 뒤 가온, 가압 반응을 진행하여 EO 부가를 진행할 수 있다. 알킬화(Alkylation)의 경우 할로하이드린, 알데하이드 또는 에폭사이드 말단 기능기를 갖는 반응물을 이용하여 원하는 알킬 그룹이 부가될 수 있도록 반응을 진행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 화학식 1에서 트라이메틸 아민으로 치환한 양이온성 셀룰로스 폴리머의 글루코스 내 α 또는 β 위치에 EO를 부가하여 제조하였다.

또한, 본 발명의 양이온성 폴리머에서 4차 암모늄 염의 질소함량을 증가시키기 위해서 트라이메틸아민의 사용량을 변화시키고, 온도 조건을 조절하면서 상기 설명한 반응 1의 4차 암모늄계 화합물의 부가 반응 과정을 반복하여 조절함으로써 결과적으로 질소함량을 조절하여 양이온화도의 함량을 조절할 수 있다. 이를 원소 함량 분석을 통해 확인할 수 있다.

본 발명의 조성물은 양이온성 셀룰로스 폴리머 및/또는 극성오일을 전체 조성물에 있어서 0.001 내지 10 중량%, 또는 0.01 내지 10중량%, 또는 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 조성물은 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물; 양이온성 셀룰로스 폴리머; 및 극성오일을 모두 포함하는 것 일 수 있다. 상기 조성물의 경우 모발, 피부 또는 섬유 내 성분의 소실 방지 효과가 현저히 우수함을 실험적으로 확인하였다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 세 가지 성분을 모두 포함하는 조성물의 경우, 소수성 지질, 낮은 소수성 지질 및 양친매성 지질 모두 소실이 현저히 방지되는 것을 확인하였고, 이는 양이온성 셀룰로스 폴리머 또는 극성오일과 카르복실기/아민기를 갖는 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물을 포함하는 경우보다 더욱 현저한 효과를 가지고 있음을 실험적으로 확인하였다.

상기 본 발명의 조성물은 전체 조성물에 있어서 양이온성 셀룰로스 폴리머 0.0001 내지 10 중량%; 극성오일 0.0001 내지 10 중량%; 및 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물의 합을 0.0001 내지 10 중량%로 포함할 수 있고, 상기 각 성분을 0.01 내지 10중량%로 포함할 수 있다. 상기 성분을 모두 포함하는 조성물의 경우 모발, 피부 또는 섬유에서 내부 성분의 소실 방지 효과가 매우 우수하다.

상기 본 발명의 조성물은 양이온성 폴리머, 계면활성제 및 오일로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 양이온성 폴리머는 상기 양이온성 셀룰로스 폴리머 외에 부가적으로 포함되는 폴리머를 의미한다. 예를 들어, 셀룰로스계 폴리머, 구아계 폴리머 및 합성소재계폴리머로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 셀룰로스계 폴리머는 JR125, JR400, JR30M, POLYQUAT-3000KC, LR-400R-LO, LR30M, Ucare LK, Catinal HC100, Catinal HC200 등일 수 있다. 또 다른, 구체적인 예로 구아검 폴리머, 합성소재계 폴리머는 폴리쿼터늄-22, 폴리쿼터늄-47, 폴리쿼터늄-53, 디메틸디알릴암모늄클로라이드 폴리머, 아크릴아미드-디메틸디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머, 폴리비닐피롤리돈(PVP)-디메틸아미노에틸메타크릴레이트 코폴리머, 아크릴산-디메틸디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머, 아크릴아미드-디메틸아미노 에틸메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머 및 트리메틸아미노에틸메타크릴레이트 폴리머 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조성물은 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 경우 양이온성 계면활성제를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 모발, 피부 또는 섬유에 유연효과를 주기 위해서 사용하던 종래 양이온 계면활성제에 의한 피부 자극성이 없는 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명의 조성물에는 ‘계면활성제’로서 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제는 기본적으로 통상의 조성물에서 사용되는 것과 마찬가지로 세정력 효과를 나타낸다. 본 발명의 계면활성제는 전술한 알킬 셀룰로오스의 C_10-20의 알킬기와 함께 미셀을 형성하는 것이 사용될 수 있다.

음이온성 계면활성제로서 라우릴황산나트륨, 라우레스황산나트륨, 폴리옥시에틸렌 라우릴황산나트륨, 암모늄라우릴설포석시네이트, 암모늄미레스설페이트, 디소듐라우레스설포석시네이트, 디소듐 C12-C14 파레스-2 설포석시네이트, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 또한, 양쪽성 계면활성제는 베타인, 코코미도프로필 베타인, 아미도 프로필 베타인, 및 코코암포카르복시 글리시네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 비이온성 계면활성제는 카프릴릴/카프릴글루코사이드, 코코글루코사이드, 라우라마이드디이에이, 코카마이드디이에이, 코카마이드메칠엠이에이 및 글리세릴모노스테아레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 음이온성 계면활성제는 조성물 총 중량 대비 1 내지 30 중량%, 구체적으로 3 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 양쪽성 계면활성제는 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 20 중량%, 구체적으로 2 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 조성물에는 오일이 추가로 사용될 수 있다. 상기 오일의 비제한적인 예로서 수불용성 비휘발성의 디메치콘, 사이클로메치콘, 아미노화 실리콘, 트리메틸실릴아모디메티콘 또는 비닐 실리콘 등의 실리콘으로 통칭되는 성분 및 이들의 유도체, 식물성 오일, 식물성 유지, 동물성 오일, 동물성 유지, 탄화수소 오일 또는 합성 에스테르 오일 등이 사용될 수 있다. 탄화수소 오일에는 유동파라핀, 이소파라핀 또는 수소화 폴리데센 등이 사용될 수 있고, 에스테르 오일에는 미리스틴산이소프로필, 팔미틴산이소프로필, 이소스테아린산이소스테아릴 또는 C12~15 알킬 벤조에이트, 트라이에틸헥사노인, 스쿠알란, 팜오일, 올레아 유로파에아 (Olea Europaea) 오일, PPG-3 카프리릴 에테르 (Caprylyl ether), 카프릭/카프릴릭트리글리세라이드 (Capric/caprylic triglyceride), 이소스테아릴이소스테아레이트 (Isostearyl Isostearate), 코코넛(Cocos Nucifera), 폴리글리세릴-6 (Polyglyceryl-6) 옥타카프릴레이트(octacaprylate), 하이드로제네이티트 폴리데센 (Hydrogenated polydecene), 호호바씨 (Simmondsia Chinensis seed) 오일, DI-C 12-13 알킬 마레이트 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 모발 또는 섬유 처리용 화장료 조성물은 샴푸로 사용될 수 있다. 이 경우, 컨디셔닝 효과를 더 강화하기 위해 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 당분야에서 사용되는 추가적인 보조제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 추가적으로 모발 조성물에 통상적으로 사용되는 지방물질, 유기용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제, 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제 등을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 인체에 유익한 특성을 제공하는 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, 세정, 볼륨, 정돈, 보호, 차단, 보습, 염색, 착색, 탈색, 제한, 방취, 방부, 청량, 제모, 육모, 비듬방지, 탈모방지, 양모, 항염, 부향, 방향, 미백, 노화방지, 주름개선, 수렴, 이완, 수축, 피지억제, 각질박리, 살균, 소염, 진양, 소취, 항히스타민, 항지루, 혈행촉진, 자외선차단 또는 피부대사 촉진 등과 같은 인체에 대해 유익한 특성을 부여하는 첨가제들을 추가적으로 포함할 수 있다.

이 외에도, 본 발명의 조성물은 추가적으로 통상적으로 모발용 조성물의 성분으로 사용될 수 있는 방부제, 점증제, 점도조절제, pH조절제, 향료, 염료 또는 컨디셔닝제 등을 더 함유할 수 있으며, 이들은 상업적으로 용이하게 구입하여 사용할 수 있다. 방부제의 예로는 안식향산 및 염류, 파라옥시안식향산메틸, 메틸클로로이소티아졸리논 또는 메틸이소티아졸리논의 혼합물(상품명: Kathon CG, 제조회사: The Dow Chemical Company) 등을 들 수 있다. 점증제와 점도 조절제로는 하이드록시프로필메틸셀룰로스, 하이드록시메틸셀룰로스, 염화나트륨, 염화암모늄, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜, 소듐 자일렌 설포네, 또는 암모늄 자일렌 설포네이트 등이 사용될 수 있다. pH조절제로는 구연산, 수산화나트륨 또는 트리에탄올아민 등이 사용될 수 있다. 염료로는 수용성 타르색소 등이 사용될 수 있다. 그리고 컨디셔닝제로는 동식물성 추출물, 단백질 및 단백질 변형체, 지방산(Fatty Acid) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서 효과를 표현하는 용어, "굽힘 강도"란 잘 굽혀져지지 않아서 강하게 되는 정도를 의미하며, 단순히 표면의 마찰력이 커져 뻣뻣해지는 것과는 다소 상이한 특성이다. 굽힘강도를 측정하기 위한 척도로서 횡축방향 (longitudinal axis)을 굽힐 때 잘 굽혀져지지 않아 강하게 되는 정도를 의미하는 '굽힘강도'를 사용한다. 굽힘강도가 높을수록 모발의 강도가 증대되는 것을 의미한다. 본 발명의 구체적인 시험예에서는 샴푸 조성물을 모발에 처리하고 헹군 후에 굽힘강도 평가기를 사용하여 평가한 결과, 본 발명의 조성물로 처리한 모발의 굽힘강도가 미처리 모발의 굽힘강도보다 높은 것을 확인하였다.

본 발명의 조성물은 세정과정에서 모발, 피부 또는 섬유에서 내부 성분의 소실을 효과적으로 방지할 수 있는바, 이러한 측면에서 본 발명은 내부 성분 소실을 방지 할 수 있는 모발, 피부 또는 섬유 처리용 조성물을 제공한다.

상기 모발, 피부 또는 섬유 처리용 조성물은 모발, 피부 또는 섬유 내 지질의 소실을 방지하기 위한 것 일 수 있다.

본 발명의 조성물은 상기한 목적으로 단독으로 처리될 수 있고, 또는 세정제, 화장품 또는 외용제 등에 포함된 형태로 처리될 수 있다.

이러한 측면에서 본 발명은 상기 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물을 포함하는 세정용 조성물을 제공한다. 상기 세정용 조성물은 피부, 모발을 포함한 인체를 세정하기 위한 조성물 및 의류, 식기 등을 포함하는 섬유나 물건을 세척하기 위한 조성물을 모두 포함하는 의미이다. 상기 세정용 조성물은 세정제로 제품화 될 수 있고, 세정제의 일 예로 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션 및 바디클렌저 소독청결제, 샤워폼, 세정티슈, 세제비누, 핸드워시, 세제, 컨디셔닝제, 세안제 또는 샴푸 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 상기 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다. 상기 화장료 조성물은 사용 및 취급이 용이하도록 화장학적으로 허용되는 담체, 희석제, 보조제, 착색제, 안정화제, 착향제, 계면활성제, 유분, 보습제, 알코올, 점증제, 산화방지제, pH 조절제, 자외선 차단제 등을 추가로 함유할 수 있고, 피부외용 조성물로서 사용될 때에는 액상, 유상, 크림상, 연고, 스틱상, 팩, 파스타제, 산제 등 외피에 적용할 수 있는 어떠한 제형으로도 이용 가능하다. 또한, 이들을 단독 또는 2종 이상 포함할 수 있다.

상기 화장료 조성물을 화장품으로 제형화 할 경우 활성 성분에 대한 담체로서 작용하는 피부적으로 허용가능한 공지의 부형제를 포함할 수 있고, 구체적으로 International cosmetic ingredient dictionary, 6th ed., The cosmetic, Toiletry and Fragrance Association, Inc., Washington, 1995에 개시되어 있는 내용을 참조할 수 있다. 상기 문헌들은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

본 발명의 조성물은 사용 및 취급이 용이하도록 허용되는 담체, 희석제, 보조제, 착색제, 안정화제, 착향제, 계면활성제, 유분, 보습제, 알코올, 점증제, 산화방지제, pH 조절제, 자외선 차단제 등을 추가로 함유할 수 있다. , 구체적인 예는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 이용할 수 있다

본 발명에서 조성물은 일반적인 유화 제형 또는 가용화 제형의 형태일 수 있다. 파우더, 에멀젼, 현탁액, 오일, 스프레이, 연고, 그리지 연고, 크림 페이스트, 겔, 폼 또는 액체의 제형일 수 있고, 건조 또는 농축 등에 의하여 고체 또는 반고체상일 수도 있다. 구체적인 예로, 본 발명의 조성물은 샴푸, 헤어컨디셔너, 헤어로션, 헤어에센스, 헤어젤, 헤어팩, 패취 및 분무제 등을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나의 제형일 수 있다.

본 발명의 조성물은 피부과적 치료 또는 개선을 위해 제품화되는 경우에는 일상적으로 피부에 적용하게 되는 화장품으로 제품화되는 경우에 비해 높은 농도로 각 성분을 포함할 수 있다. 화장품으로 제품화되는 경우에 있어서도 유효성분이 단기간 내에 피부에 머무르게 되는 메이크업 제거제, 세정제 등과 같은 워시-오프(wash-off) 타입의 화장품의 경우에는 비교적 높은 농도의 각 성분을 포함할 수 있다. 반면 유효성분이 장기간 동안 피부에 머무르게 되는 화장수, 유액, 크림, 에센스 등의 리브-온(leave-on) 타입의 화장품의 경우에는 워시-오프 타입의 화장품에 비해 낮은 농도의 각 성분을 포함해도 무방하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등으로 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

[제조예]

본 발명의 실시예에서 사용된 일반 폴리머는 4급 암모늄을 갖는 셀룰로오스는 다우 케미컬(Dow Chemical)에서 합성한 원료를 구매하거나, 하기 제조예에 따라 고양이온 폴리머를 합성하여 원료로 사용하였다.

1. 양이온성 폴리머의 제조

중합과정에서 분자량은 에틸 셀룰로스의 함량을 변화시켜 조절하였고, 질소함량은 트라이메틸아민의 사용량을 변화시켜 조절함으로써 결과적으로 양이온화도의 함량을 조절하였다. 하이드록시 에틸 셀룰로스를 클로로하이드록시프로필 트라이메틸아민으로 4차화 반응시켜 얻은 4차 암모늄 염(quaternized ammonium salt)을 제조하였다.

구체적으로 수산화 나트륨과 요소를 용매인 물에 대하여 7.5 : 11 : 81.5의 중량 비율의 농도로 함유시킨 후, 하이드록시 에틸 셀룰로스를 2 wt%의 농도로 녹였다.

이후 4차 암모늄계 화합물을 적절한 과량의 농도(셀룰로스의 글루코오스 링 대비 3, 6, 9배의 몰 수)로 추가 함유시켜 온도(25, 45, 60℃) 조건에 따라 반응을 진행하여 개질시켜, 화학식 1의 4차 양이온성 셀룰로스 폴리머를 제조하였다. 또한, 참고문헌(WO 2016085099 A1)을 참고하여 EO 부가 또는 알킬레이션(alkylation)을 진행하여 알킬 그룹이 포함된 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 화학식 1의 양이온성 셀룰로스 폴리머의 글루코오스 링 내에 α 또는 β 위치에 에틸렌옥사이드(ethylene oxide; EO)를 부가하기 위해 에폭사이드를 이용한 기상중합을 진행하였고, 챔버 내 반응물을 분사 한 뒤 온도와 압력을 가하여 반응을 진행하여 EO를 부가하였다. 알킬화(Alkylation)의 경우 할로하이드린, 알데하이드 또는 에폭사이드 말단 기능기를 갖는 반응물을 이용하여 원하는 알킬 그룹이 부가될 수 있도록 반응을 진행하여, 글루코오스 링 내에 α 또는 β 위치의 OH 그룹을 알킬로 치환시켰다.

상기와 같은 방법으로 화학식 1의 α가 EO, β가 OH인 분자량 80만, 질소 함량(중량%) 2.7%인 양이온 셀룰로스 폴리머; α가 EO(2가 이상), β가 OH인 분자량 80만, 질소 함량(중량%) 2.7%인 양이온 셀룰로스 폴리머; α가 EO(2가 이상), β가 EO(1가 이상)인 분자량 80만, 질소 함량(중량%) 2.7%인 양이온 셀룰로스 폴리머; α가 EO(2가 이상), β가 OH인 분자량 180만, 질소 함량(중량%) 2.7%인 양이온 셀룰로스 폴리머; 그리고 α가 EO(2가 이상), β가 OH인 분자량 250만, 질소 함량(중량%) 2.7%인 양이온 셀룰로스 폴리머를 각각 합성하여, 하기 시험에 이용하였다. 또한, 상기와 동일한 조건에서 질소 함량이 1.7 중량%인 양이온 셀룰로스 폴리머도 합성하여, 이후 실험에 이용하였다.

2. 세정액 조성물의 제조

하기 표 1에 나타난 처방에 따라 통상적인 방법으로 샴푸 세정액 조성물을 제조하였다. 세정액에 포함되는 폴리머 및/또는 오일은 하기 실시예 또는 비교예에 따라 달리 포함하여 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 폴리머 첨가 후 계면활성제를 수차적으로 투입하여 용해시킨 후, EDTA·4Na와 함수구연산을 첨가하여 pH를 중화시켰다. 기타 성분은 방부제, 향료, 분산제, 점도조절제 및 pH 조절제를 첨가하였다.

배합성분	중량 (%)
폴리머 및/또는 오일	1.0
라우레스황산나트륨(Sodium Lauryl Sulfate, SLS)	8
코카미도프로필베테인(Cocamido propyl betaine)	4.5
EDTA 4Na, 함수구연산	0.1
기타 성분	16
정제수	잔량 (to 100)

다음으로 표 2와 같이 컨디셔너를 제조하였다.

배합성분	중량 (%)
정제수	75
글리세릴스테아레이트	0.1
세테아릴알코올	5
베엔트리모늄크롤라이드	2
정제수	잔량 (to 100)

[시험예]

시험예 1. GC/MS 스펙트럼을 통한 지질 정량 평가

(1) 평가방법

샴푸처리는 1g 모발 트레스에 샴푸 1 mL를 처리하고, 문질러 거품을 낸 후 45초간 내고 유속 4ml/초 흐르는 물로 2분간 헹굼의 과정을 5회 반복 실시하였다. 다음으로 모발을 항온항습실의 50% RH 조건에서 하루 동안 방치한 후 1mm 간격으로 잘게 부순 후, 클로로포름과 메탄올을 섞은 용제를 4일간 초음파세척기 (Branson, 3510E)로 지질을 추출하고, 가스 크로마토그래피 GC/MS(Aglient 5977B GC/MSD) SIM 모드로 정량/정성 분석하였다.

GC/MS를 위해서 클로로포름과 메탄올을 2:1로 5000ppm으로 혼합한 용액으로 지표물질을 혼합하여 만들었다. 내부액(Internal solution)은 트라이코사노익 산(tricosanoic acid) 50ppm으로 사용하였다. 이온화 전압(Ionization voltage)은 70eV, 250도였으며, HP-5ms UI 컬럼 (30mX0.25mmX0.25㎛) 사용하였다. 온도는 분당 5℃로 80℃에서 320℃까지 상승시켰다. 모든 실험에서 개체수 n=10 이었다.

(2) 폴리머의 종류에 따른 평가

실험 1 내지 4

상기 표 1의 샴푸 조성물에서 폴리머로 LR30M을 포함하여, 모발을 샴푸로 10회 처리한 후, GC/MS 분석으로 얻은 정량값을, 샴푸 미처리 모발의 GC/MS 정량값을 100%로 할 때를 기준으로 상대값으로 계산하여, 표 3과 같은 분석결과를 얻었다. A그룹은 미리스틸 산(Myristyl acid, C₁₄), 팔미트 산(Palmitic acid, C₁₆), 스테아르 산(Stearic acid, C₁₈), 올레 산(Oleic acid, C₁₈₌₁), 콜레스테롤(Cholesterol)이며, B 그룹은 소수성이 강한 지질들로 스쿠알렌(Squalene), 왁스에스터(Wax ester)들 중에 C₁₄-C₁₄, C₁₄-C₁₆, C₁₆-C₁₆, C₁₈-C₁₆인 것들을 의미한다. 표 3의 결과는 각 지질의 함량을 의미하고, 이는 대조군(샴푸 미처리 모발의 GC/MS 정량값)에 대한 상대값(%)를 의미한다.

지질의 종류		단기 처리시 함량(%)		장기 처리시 함량(%)
		실험1	실험2	실험3	실험4
지질 A 그룹	C14	75±1	68±2	65±3	59±1
	C16	72±1	66±1	63±2	57±1
	C18	70±1	68±1	63±2	59±1
	C18=1	75±1	73±1	62±3	59±1
	Cholesterol	76±1	74±1	73±2	72±1
지질 B 그룹	스쿠알렌	57±2	82±1	43±1	75±1
	C14-C16	61±2	76±9	45±3	45±3
	C16-C16	55±1	58±6	42±2	36±1
	C18-C16	55±1	71±1	48±6	46±6
	C14-C14	57±3	77±6	48±4	67±5

구체적으로, 실험 1은 표 1의 조성물에서 샴푸 10% 희석액을 사용하고, 일정 물리적 압력을 주며 모발을 손으로 10회 세정한 것이다. 세정은 50초간 샴푸액으로 거품을 내고 2분간 세정하였다. 실제 샴푸액이 모발과 접촉한 시간이 10분이므로, 실험 2에서는 동일 농도 조건에서 10분간 쉐이커로(Jeio Tech, SI-900R, Korea) 교반하면서 실험하였다. 실험 2는 물리적인 압력 없이 세정을 한다는 점에 실험 1과 차이가 있다. 실험 3은 실험 1의 처리를 30분간 한 것이고, 실험 4는 실험 2와 동일한 조건에서 처리 시간을 30분을 늘려 처리한 것이다.그 결과, 표 3과 도 2에 나타낸 바와 같이, 단기 및 장기 처리에서 물리적인 압력을 가함으로써 계면활성제의 침투를 유도한 실험 1과 실험 3의 지질 소실 패턴과, 물리적인 압력 없이 교반한 실험 2와 실험 4에서 지질의 소실 패턴이 상이함을 관찰하였다.

실험 1과 3에서는 소수성을 띠는 B 그룹의 지질이 상대적으로 낮은 소수성을 띠거나 양친매성을 띠는 A 그룹의 지질보다 많이 소실되었으며, 실험 2와 4에서는 양친매성 또는 상대적으로 낮은(특히 B그룹의 지질보다 낮은) 소수성을 띠는 A 그룹의 지질이 B 그룹보다 보다 많이 소실되었음을 확인하였다.

실험 1 및 3이 실험 2 및 4와 비교해서 샴푸액의 농도가 같기는 하지만, 실험 1 및 3에서는 코아세르베이션에 의한 응집(aggregation) 현상이 발생하기 때문에 모발에 고농도의 샴푸액, 즉 고농도의 음이온 계면활성제가 모발과 접촉하게 된다. 그리고 손으로 마찰과 물리적 압력을 모발에 가하므로 계면활성제가 모발 내로 보다 더 쉽게 침투할 수 있게 되고, 침투한 계면활성제는 모발 내부의 소수성 성분과 결합하기 쉽다. 분자의 모발 내 침투에 관해서는 앞서 보고된 바에 따르면, 양쪽성 계면활성제와 음이온 계면활성제의 비율이 2:1일 경우 150mM 이하에서는 실린더 형태가 아닌 구 형태의 마이셀이 형성된다고 보고하고 있고(Langmuir, 20, (2004) 571), 모발 마이셀이 직접적으로 모발 내부에 침투하는지, 아니면 계면활성제 단분자가 침투하여 마이셀을 재형성하는지에 관해서는 알려져 있지 않지만, 계면활성제 마이셀을 Cryo TEM으로 6.0±0.6nm 크기로 이미징하여 모발 내부에 침투함이 증명되었다(Langmuir, 4 (1988) 1066). 참고로, 가장 크게 관찰된 마이셀 사이즈는 4.8nm이며(Langmuir, 4 (1988) 1066), EDX 매핑법을 이용하여 모발 내에서 외곽 부분에 마이셀이 존재함이 이미징으로 확인되었다(Int. J. Cos. Sci. 26 (2004) 61). 따라서, 상기 종래 연구결과에 따라, 세정 과정에서 모발 내부에 음이온 계면활성제가 침투하며 마이셀을 형성한다고 가정할 때, 소수성을 띠는 B 그룹의 지질이 모발 내부에 침투한 마이셀에 의해 포집되어 모발 외부로 빠져나감으로써 소실되었다고 예상하였다.

A 그룹은 실험 2와 4의 예와 같이 상대적으로 저농도에서 시간이 흐름에 따라 서서히 빠져나와 많이 소실되는 결과를 보이고 있다. 세정 과정에서는 모발 내부의 A 그룹의 지질은 완전 소수성이 아니기 때문에, 계면활성제에 의해 형성된 마이셀에 전체가 포집되지 못할 확률이 크다. 따라서, A 그룹의 지질은 내부에서 계면활성제에 의해서 소실되는 것이 아니라, 모발 내부의 지질이 외부로 빠져나오는 현상(J. Cosmet.sci., 49, (1998) 223), 즉, 지질의 확산에 의해 밖으로 용출된다. A 그룹은 확산으로 모발의 바깥쪽으로 이동되어 나온 후, 모발 외부에 존재하는 음이온 계면활성제와 만나서 소실되게 되는 것이라 확인하였다.

시험예 2. 모발 표면 처리

A 그룹의 지질이 모발의 외층에서 음이온 계면활성제에 의해 소실됨을 확인하였으므로, A그룹의 지질의 확산을 억제하여 음이온 계면활성제가 지질과 접촉하는 확률을 줄이기 위해서, 표 4의 처방에 따라, 상기 표 1의 샴푸 조성물과 표 2의 컨디셔너 조성물을 제조하고, 모발에 처리하였다. 컨디셔너는 또한 샴푸 후 1회씩 처리하여 총 10회 반복 세정하였으며, 각 세정 사이클 후에는 열로 확산을 촉진시키기 위해 드라이어로 완전 건조하였다.

모발에는 여러 가지 피지와 기름때들이 남아있는데, 이를 소디움 라우스 설페이트로(SLES) 1회 세정한 것을 비교예 1로 설정하였다. 앞선 연구에서 보고된 바와 같이, 가벼운 세정의 경우, 모발 3nm 깊이의 지질들이 남아있음을 보이고 있으므로(J, Cosmet Sci. 61(6) (2010), 467-77), 비교예 1의 세정은 내부 지질들이 용출되지 않았다는 가정하에 실시하였다.

비교예 2는 표 1의 배합에서 폴리머를 중량대비 질소함량%가 0.5%인 양이온 셀룰로오스 폴리머 PQ10의 Ucare LK를 사용하였고, 비교예 3은 표 1의 배합에서 폴리머를 중량대비 질소함량%가 1.0%인 양이온 셀룰로오스 폴리머 PQ10의 LR30M으로 사용하였다.

비교예 4와 5는 각각 표 1의 배합에서 물/오일간 계면장력이 120mN/m 이상인 것으로 에보닉(Evonik) 사의 Abil WAX 9840과 WAX9801을 사용하였다.

실시예 1과 2에서는 표 1의 배합에서 폴리머를 중량대비 질소함량%가 1.7%와 2.8%인 양이온 셀룰로스 폴리머(α: EO(2가 이상), β: OH, 분자량 80만)를 제조예 1의 방법에 따라 각각 합성하여 사용하였다. 실시예 3과 4에서는 물/오일간 계면장력이 100mN/m 이하인 것으로 TEGOSOFT APM, TEGOSOFT E를 각각 선택적으로 포함하여 교반한 샴푸로 처리한 것이다.

시료	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	실시예 2	비교예 4	비교예 5	실시예 3	실시예 4
폴리머내 N함량(중량%)	-	0.5	1.0	1.7	2.8	1.0	1.0	1.0	1.0
극성오일(mM/m)	-	-	-	-	-	160	120	100	90

지질	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1	실시예 2	비교예 4	비교예 5	실시예 3	실시예 4
A 그룹의 총 함량	100%	36%	36%	52%	54%	36%	37%	47%	48%
B 그룹의 총 함량	100%	38%	38%	39%	40%	37%	37%	37%	37%

표 5는 A 그룹의 지질과 B 그룹의 지질의 함량(세척 후 모발 내 잔존량)을 대조군(비교예 1) 값 대비 %로 평균화한 것이다. 표 5의 실시예 1과 2의 결과에 따르면, 고양이온 폴리머를 통해서 샴푸 처리를 할 경우, A 그룹의 지질의 소실을 방지할 수 있는 반면에, B 그룹의 지질은 방어되지 못함을 알 수 있다. 실시예 3과 4에서 보면 마찬가지로 계면장력이 100mN/m 이하인 오일들을 사용할 때 A 그룹의 지질이 더 잘 보호됨을 알 수 있다. 실시예 1/2와 실시예 3/4를 비교하면, 극성 오일을 포함하는 경우보다 폴리머를 포함하는 경우 더 우수한 지질 소실 방지효과를 갖는바, 이는 모발 외곽으로 확산되어 나온 지질들을 음이온 계면활성제가 지질 대신 다른 오일과 폴리머와 결합하는데, 양이온 셀룰로스 폴리머의 경우 모발 표면에 흡착하여 계면활성제와 결합하여도 중합체의 특성 때문에 용출이 어려워, 모발에서 필름막이 소실되지 않기 때문이다. 또한, 극성 오일 또는 고질소 함량 폴리머가 모발 표면의 전하 밀도를 높임으로써 모발 표면의 계면장력이 낮아져서 지질의 접촉각이 낮아지게 되고, 결과적으로 소수성이 약한 그룹 A의 지질들이 표면에 노출 되었을 때 이와 접촉하는 계면활성제에 의한 소실을 방지한다.

시험예 3. B 그룹 지질 방어: 모발 내부 처리

가교결합 매개 성분으로 모발과의 아민 결합을 위해서 폴리리신(polylysine) 또는 폴리아민(polyamine) 또는 콩 단백질(Soy protein)을 사용하고 함께 교차결합 시키기 위해서 폴리카르보디이미드(polycarbodiimide; PCI)를 사용하였다(표 6). 표 1의 처방에 따라, 폴리머로 질소함량 1.0%인 PQ10 폴리머(LR30M)를 포함하여 제조한 샴푸의 조성물에 하기 표 6의 가교결합 매개 성분과 폴리카르보디이미드를 포함하는 조성물을 후첨하여 400 rpm으로 10분간 상온에서 교반하였다. 그 다음 상기 시험예 2와 동일한 방법으로 모발 내 지질의 함량을 측정하였다.

비교예 1의 소디움 라우스 설페이트로(SLES) 1회 세정한 모발 내의 지질 함량값을 기준으로 표 6의 가교결합 매개 성분과 PCI를 첨가한 샴푸로 처리한 모발의 각 지질 함량을 상대값(%)으로 계산하여, 표 7에 나타내었다. 지질에 따른 거동특성을 쉽게 비교하기 위해서 미리스틸 산, 팔미트 산, 스테아르 산, 올레 산, 콜레스테롤 5개 지질 성분의 함량값의 평균을 A 그룹 지질의 함량으로 나타내고, 스쿠알렌, 왁스에스터 C₁₄-C₁₄, C₁₄-C₁₆, C₁₆-C₁₆, C₁₈-C₁₆ 의 4개 지질 성분의 함량 평균값을 B 그룹 지질의 함량으로 나타내었다.

시료	실시예 5	실시예 6	실시예 7
Polylysine	0.5%	-	-
Polyamine	-	0.5%	-
Soy protein(WS-SP)	-	-	0.5%
PCI	0.5%	0.5%	0.5%

지질의 함량	실시예 5	실시예 6	실시예 7
A 그룹 지질	36%	36%	37%
B 그룹 지질	42%	47%	46%

표 7에 나타낸 바와 같이, 가교결합은 B 그룹 지질의 방어에 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 가교결합은 A 그룹 지질의 소실에는 아무런 방어 효과를 주지 않았다. 즉, 가교결합으로 모발 내부를 치밀하게 채우면 모발 내부로 계면활성제 마이셀이 침투하여 소수성인 B 그룹 지질들을 포집하여 용출하는 것을 방지할 수 있으나, 상대적으로 덜 소수성인 A 그룹 지질들이 외곽으로 확산되어 용출되는 것을 방지하지는 못함을 확인하였는바, 소수성 성분과 양친매성/낮은 소수성 성분의 소실을 모두 방지할 수 있는 조성물을 제공하기 위해 다음 실험을 실시하였다.

시험예 4. 그룹 A 및 B의 지질 동시 방어

표 5 및 7에서 A 그룹 및 B 그룹의 지질 소실이 방지됨을 확인하였고, 모든 지질 방어효과를 확인하기 위해서 표 8의 처방에 따라 표 1 및 2의 샴푸와 컨디셔너 조성물을 제조하였다. 모발 트레스에 시험예 2와 동일하게 10회씩 세정하여 GC/MS 정량 분석한 값을 표 9에 나타내었다. 실시예 9는 질소함량이 1.7중량%(α: EO(2가 이상), β: OH 분자량 80만), 실시예 11은 질소함량이 2.8중량%(α: EO(2가 이상), β: OH 분자량 80만)의 양이온 셀룰로스 폴리머를 합성하여 사용하였고, 실시예 8 및 10 내지 11에서 오일은 계면장력이 100 mM/m인 TEGOSOFT사의 TEGOSOFT APM (PPG-3 미리스틸 에테르)를 사용하였다. 표 9의 지질의 함량은 비교예 1의 대조군(비교예 1) 값 대비 상대값(%)으로 평균화한 것이다. 표 8의 각 성분의 함량은 전체 조성물에 대한 성분의 함량으로 중량%를 의미한다.

시료	실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11
폴리머	0.5	0.5	-	0.34
오일	0.5	-	0.5	0.33
Polylysine & PCI	-	0.5	0.5	0.33

지질의 함량	실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11
A 그룹의 지질	79%	76%	68%	99%
B 그룹의 지질	46%	67%	64%	99%

고양이온 폴리머와 극성 오일을 함유한 처방은 A 그룹의 지질 함량을 매우 효율적으로 유지함을 알 수 있지만(실시예 8), B 그룹의 지질의 소실은 약간만 방어하는데 그쳤다. 표 5의 실시예 1 내지 4보다는 B 그룹에서 지질 소실 방지 효과가 조금 상승하였는데, 이는 세정 과정에서 마찰력이 감소하여 큐티클 레이어 손상이 감소됨과 동시에, 오일의 함량이 계면활성제 마이셀의 침투를 감소시켜 B 그룹 지질의 소실을 감소시키는 결과를 낸 것으로 보인다.표 9의 실시예 9 내지 10에서는 A 그룹과 B 그룹의 지질이 소실되는 것이 모두 방어되는 효과를 볼 수가 있다. 특히 실시예 11에서는 대부분의 지질들의 방어되는 놀라운 효과를 볼 수가 있다. 방어에서 시너지 효과가 발생한 이유는, 외곽의 단분자 오일 또는 중합체 양이온 코팅막이 외부뿐 아니라 내부로 침투하려는 마이셀들의 개수를 줄여주는 한편, 극성오일이 표면뿐만이 아니라 내부로 침투하게 되면 치밀하게 결합된 가교결합과 함께 내부에서 확산되는 지질의 흐름을 방해함으로써, 결론적으로 세정과정에서 지질을 거의 완전히 보호한 것으로 해석할 수 있다.

시험예 5. 실시예 11의 조성물 처리에 의한 물성 평가

(1) 모발의 굽힘강도 평가

지질의 소실을 방어하는 것이, 모발에 어떤 영향을 주는지 확인하기 위해서, 상기 비교예 1(내부 지질들이 용출되지 않았다고 가정한 실험군), 2 또는 실시예 9, 실시예 10 및 실시예 11의 조성물로 각각 처리한 모발의 강도를 평가하기 위해 굽힘강도 평가기 KES-FB2-S(KATO TECH, Japan)를 사용하여 평가하였다. 굽힘강도가 높을수록 모발의 강도가 증대되는 것을 의미한다.

샴푸 처리한 모발 두께 70~80㎛ 200모를 10cm 크기로 간격 없이 붙인 샘플 트레스를 제조하였다. 본 평가법은 KATO TECH에서 권장하는 매뉴얼대로 평가하였으며, 섬유 트레스의 굽힘강도를 평가할 때 섬유 평가 공공기관에서 규격평가로 채택하고 있는 평가법에 따라 측정하였다.

굽힘강도 평가 결과

섬유 강도 평가 기기로 평가한 결과를, 하기 표 10에 나타내었다.

시료	비교예 1	비교예 2	실시예 9	실시예 10	실시예 11
굽힘강도(단위:gf cm)	0.576	0.466	0.513	0.489	0.573

표 10에 나타낸 바와 같이 굽힘강도는 10회 세정 후 비교예 2에서와 같이 매우 낮아졌으며, 즉, 모발 10회 세정 시, 모발의 강도를 매우 감소시킴을 알 수 있다. 그러나, 실시예 11에서는 모발의 강도가 세정 전과 비교하여 거의 동일한 수준을 나타내었다.

(2) 모발의 관능평가

상기 결과를 바탕으로 샴푸를 제조하여 관능평가를 실시하였다. 실험은 남녀 각 15명을 대상으로 하였으며, 샴푸 후 모발의 강모 효과를 하기 평가기준 매끄러움을 기준으로 평가하도록 하였다.

강도는 모발 강도가 느껴지는 순서에 따라 다음의 항목으로 평가기준을 정하였다(반대는 뻣뻣함): (5: 매우 유연(flexible)); (4: 유연); (3: 보통); (2: 뻣뻣); (1: 매우 뻣뻣) 정발함 및 차분함은 윗머리에서 잔머리가 보이는 정도에 따라 다음의 항목으로 평가기준을 정하였다(반대는 부스스함): (5: 매우 차분); (4: 차분); (3: 보통); (2: 부스스); (1: 매우 부스스)

시중에서 판매되는 강모 샴푸에 일반적으로 처방되는 구아검 폴리머인 L80KC를 표 1의 폴리머로 처방하여 조성물을 제조하였고, 이를 실험#1과 2에 처리하였으며, 실시예 11의 처방으로 실험 #3으로 처리하였다.

그 결과는 평균값으로 하기 표 11에 나타내었다.

실험구분	실험#1	실험#2	실험#3
강함	3.6	3.8	4.6
차분성	2.4	2.5	4.8

상기 표 11의 실험#3에서 알 수 있듯이 본 발명의 샴푸는 종래의 강모 샴푸에 비해 강도를 현격히 증대시키고 있음을 알 수 있다. 아울러 모발이 정발하여 차분해지는 효과도 관찰하였는데, 실험#3에서는 실험자의 머리가 곱슬, 반곱슬, 직모인지에 상관없이 모두 머리에 붙는 경향을 보임으로써 잔머리가 관찰되지 않는 효능을 볼 수가 있었다. 이로부터 본 발명의 조성물에 따른 흡착에 의해, 다양한 형태의 사람 머리카락에 효율적으로 전달되고 있음을 알 수 있다.

(3) 모발의 표면 마찰력 평가

이어서 본 발명의 폴리머 조성을 갖는 샴푸를 대상으로, 부드럽게 하는 컨디셔닝 효과 및 사용감을 평가하기 위하여 기기평가를 통해 마찰력을 수치화 하였다.

실험방법

비교예 1 및 2와 엘지생활건강의 강모샴푸와 실시예 11의 조성물을 뷰렉스 모발 트레스에 모발 중량 대비 10 중량%로 투입하고, 15초 동안 기포를 내고, 20초 동안 문지른 후, 37℃의 흐르는 수돗물에 15초 헹군 후 모발을 타월로 닦아 수분을 뺀 후, MTT 175 Miniature Tensile Tester (DiaSTRONG, GB)를 이용하여 마찰력을 평가하였다.

상기 샴푸 처리한 모발을 2분 동안 헹군 후 2분간 드라이어로 건조하고 하루 동안 습도 50% 조건의 항온 항습실에서 25℃로 유지하며 모발 내부 수분을 각각 일정하게 만든 후 같은 항온 항습실에서 마찰력을 측정하였다. 이 때, 해당 모발 트레스를 음이온 계면활성제 라우릴 황산나트륨으로 세척한 후의 마찰력 값(기준 값)으로 나눈 %를 계산하여 하기의 표 12에 나타내었다. 이 경우 마찰력 % 값이 높을수록 매끄러운 것이다.

결과

실험구분	실험#4 (비교예1)	실험#5 (비교예2)	실험#6 (강모삼푸)	실험#7 (실시예11)
헹굼 시	-4%	55%	37%	56%
마른 후	-6%	21%	26%	29%

상기 표 12에 측정된 결과를 볼 때, 본 발명의 폴리머 조성을 갖는 샴푸는 마찰력을 현격히 감소시켜 매끄러운 컨디셔닝 효과를 증진시킴을 보이고 있다. 특히 시중 강모샴푸의 경우 실험#6과 같이 매끄러움 효과가 떨어짐을 알 수가 있다. 즉, 상기 실시예들과 함께 종합해서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서 제조한 폴리머 조성은 컨디셔닝제에 적용 시, 지질의 소실을 방지함으로써 굽힘 강도를 강화(유연성을 약화)하는 효과와 동시에 모발에 매끄러움을 주는 우수한 모발 컨디셔닝 화장료 조성물의 성분임을 확인하였다.

(4) 인장강도

총 2회 블리치하여 손상시킨 상태의 모발로 만들어진 헤어트레스(길이 12 cm, 중량 3 g) 4개를 준비하였고, 각각의 헤어트레스에서 100가닥의 모발에 대한 인장강도(단위 cN, 1gf=0.98cN)를 측정하여 평균값을 산출한 후 기준치로 설정하였다. 이때 인장강도 측정에는 DIASTRON사의 인장강도 측정장치를 사용하였다.

이어서, 표 12의 실험 #4 내지 7에 따른 조성물에 각각 모발 트레스를 실험 #4를 제외하고 10분간 침적한 후 흐르는 물에 30초 동안 세척하였다. 그 후 상온(약 25℃)에서 24시간 동안 모발을 건조하였다. 위와 같이 처리된 각각의 모발 트레스에서 100가닥의 모발에 대한 인장강도(cN)를 측정하여 평균값을 산출한 후, 그 결과를 하기 표 13에 나타내었다.

실험구분	실험#4 (비교예1)	실험#5 (비교예2)	실험#6 (시중 강모삼푸)	실험#7 (실시예11)
처리 전	142 cN	139 cN	141 cN	142 cN
처리 후	141 cN	112 cN	123 cN	165 cN
증감	-1	-27	-18	+23

표 13과 같이, 다른 처리구에서는 모두 인장강도의 감소가 나타났으나, 실시예 11(실험#7) 만이 삼푸로 세정 후에도 모발의 인장강도를 증가시킴을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 조성물은 모발의 내부 성분 소실을 방지함으로써 모발의 인장강도를 높이는 효과도 가짐을 알 수 있다.

(5) 윤기 평가

총 2회 블리치하여 손상시킨 상태의 모발로 만들어진 헤어트레스(길이 12 cm, 중량 3 g) 4개를 준비하였고, SAMBA(Bossa Nova Tech., US)에서 윤기를 측정하였다. 먼저 트레스의 앞 뒤를 측정하여 윤기를 8.5 수치로 맞춘 상태에서 상기 인장강도 변화율 측정 방법과 동일한 방법 및 조건으로 실시예 및 비교예의 조성물로 처리하여 윤기를 평가하였다.

실험구분	실험#4 (비교예1)	실험#5 (비교예2)	실험#6 (강모삼푸)	실험#7 (실시예11)
처리 전	8.5	8.5	8.5	8.5
처리 후	8.0	7.0	9.0	19.5
증감	-0.5	-1.5	+0.5	+11

표 14에 나타낸 바와 같이, 다른 처리구에서는 모두 윤기의 감소가 나타났으나, 실시예 11에서만 윤기가 매우 증가했음을 알 수가 있다. 이를 통해 본 발명의 조성물이 세정과정에서 보호된 지질이 보호됨과 동시에 모발에 차분하고 정발함을 공급하여 모발에 윤기를 현저히 증대시켜주는 효과도 가짐을 알 수가 있다.

Claims (16)

1. 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분; 카르보디이미드계 화합물; 및 양이온성 셀룰로스 폴리머를 포함하는 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물로서,
   상기 카르보디이미드계 화합물은 폴리카르보디이미드(PCI)이며,
   상기 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분은 아미노산, 펩타이드, 단백질, 및 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고,
   상기 모발, 피부 또는 섬유 성분은 지질(lipid)인 것인, 모발, 피부 또는 섬유 성분 소실 방지용 조성물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분은 폴리리신, 리신, 폴리아민, 또는 콩 단백질(WS-SP)인, 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 폴리머 총 중량에 대하여 질소함량이 1.5중량% 이상인, 조성물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 셀룰로스 골격 내 글루코스 단위체의 2번 및 3번 탄소에 결합된 폴리 에틸렌 옥사이드 또는 OH는 수소결합이 가능하고, 6번 탄소에 결합된 OH자리는 링커를 통해 수소결합이 가능하지 않은 양이온성 4차 암모늄이 도입된 양이온성 셀룰로스 폴리머이고, 폴리머 총 중량에 대하여 질소함량이 1.5 중량% 이상인, 조성물.
6. 제1항에 있어서,
   상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 분자량이 30만 내지 290만인, 조성물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 폴리머 총 중량에 대하여 질소함량이 1.5중량% 내지 3.5 중량%인, 조성물.
8. 제1항에 있어서,
   상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 하이드록시 에틸 셀룰로스와 트라이메틸아민을 포함하는 4차 암모늄 염(quaternized ammonium salt)인, 조성물.
9. 제1항에 있어서,
   상기 양이온성 셀룰로스 폴리머는 화학식 1로 표시되는 4차 암모늄 염인, 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 화학식 1에서 α와 β는 폴리 에틸렌 옥사이드기 또는 OH가 결합되어 있고, α와 β 중 어느 하나는 폴리 에틸렌 옥사이드기가 결합된 것이고,
   x는 1 내지 10이고; n은 1 내지 10 이며, y는 0 내지 1 이고,
   n이 1일 때 y는 0.3 내지 0.7이다.
10. 제1항에 있어서,
    양이온성 셀룰로스 폴리머를 전체 조성물에 있어서 0.0001 내지 10 중량%로 포함하는 조성물.
11. 제1항에 있어서,
    카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분을 전체 조성물에 있어서 0.0001 내지 10 중량%로 포함하고, 카르보디이미드계 화합물을 전체 조성물에 있어서 0.0001 내지 10 중량%로 포함하는 조성물.
12. 제1항에 있어서,
    전체 조성물에 있어서 양이온성 셀룰로스 폴리머 0.0001 내지 10 중량%; 및 카르복실기 또는 아민기를 갖는 가교결합 매개 성분과 카르보디이미드계 화합물의 합을 0.0001 내지 10 중량%로 포함하는 조성물.
13. 제1항에 있어서,
    양이온성 폴리머, 계면활성제 및 오일로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 조성물.
14. 제1항에 따른 조성물을 포함하는 모발, 피부 또는 섬유 성분의 소실을 방지 할 수 있는 모발, 피부 또는 섬유 처리용 조성물.
15. 제1항에 따른 조성물을 포함하는 세정용 조성물.
16. 제1항에 따른 조성물을 포함하는 화장료 조성물.
    

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