KR20090089877A

KR20090089877A - 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제를 포함하는 안정한 액상 세정제 조성물

Info

Publication number: KR20090089877A
Application number: KR1020097012805A
Authority: KR
Inventors: 리앙 쉥 차우어; 카브쎄리 파라메스와란 아난싸파드만아반; 버질리오 바르바 빌라; 라젠드라 엠 데이브
Original assignee: 유니레버 엔.브이.
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-08-24
Also published as: US20080153729A1; CN101610750A; CA2671397C; AU2007336456A1; JP5399263B2; AU2007336456B2; RU2009127740A; CA2671397A1; AR064485A1; BRPI0719457B1; EP2094228B1; MX2009006639A; RU2449773C2; WO2008074617A1; CN101610750B; JP2010513621A; BRPI0719457A2; DE202007019716U1; US7659235B2; EP2094228A1

Abstract

본 발명은 지방 아실 이세티오네이트류 혼합물을, 이세티오네이트류 혼합물의 유리 지방산 함량 또는 이세티오네이트류 혼합물의 사슬 길이 분포에 무관하게, 사용할 수 있는 액상 세정제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 핵심은, 상기 이소시아네이트류가 저온 및 고온에서 안정할 수 있도록 (계면활성제 상의) 액상 결정 유도제와 개질제의 특이적인 조합을 확보하는 것이다.

지방 아실 이세티오네이트, 계면활성제, 액상 결정 유도제, 액상 결정 개질제, 안정성

Description

지방 아실 이세티오네이트 계면활성제를 포함하는 안정한 액상 세정제 조성물{STABLE LIQUID CLEANSING COMPOSITIONS COMPRISING FATTY ACYL ISETHIONATE SURFACTANTS}

본 발명은 개인 관리 피부 또는 모발용 액상 세정제 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 지방 아실 이세티오네이트(fatty acyl isethionate) 계면활성제를 포함하는 개인 관리 피부 또는 모발 세정용 조성물에 관한 것이다. 상기 시판되는 계면활성제 제품은 지방 아실 이세티오네이트류와 유리 지방산의 혼합물을 포함하지만, 유리 지방산이 존재하지 않을 수도 있다. 본 발명의 조성물은 어떤 유형의 지방 아실 이세티오네이트가 사용되는지에 무관하게 안정하다. 또한, 본 발명은 광범위한 아실 이세티오네이트 계면활성제를 포함하는 상기 조성물의 안정성을 제공하는 방법에 관한 것이다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 얼마나 많은 양의 추가의 지방산이 개질제(modifier)로서 첨가되는지에 무관하게, 지방 아실 이세티오네이트류가 계면활성제 제품에 10% 이상의 유리된 산을 가져야만 하는 조성물에 관한 것이다. 이러한 실시양태에서, 총 지방 산은 10 중량% 이상, 바람직하게는 15 중량% 이상이다(지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품으로부터 유래한 10 내지 55 중량% + 개질제로서 첨가된 지방산 0 내지 14 중량%).

지방 아실 이세티오네이트류(예: 코코일 이세티오네이트)는 개인 관리 피부 또는 모발 세정용품에, 특히 개인 관리 용품에 매우 바람직한 음이온성 계면활성제인데, 그 이유는 이들이 비누 거품이 잘 나게 하고, 피부에 대해 온화하며, 우수한 연화 성질을 갖기 때문이다. 일반적으로 지방산 이세티오네이트류는 지방산의 에스테르화 반응에 의해, 또는 탄소 사슬 길이가 C₈ 내지 C₂₀인 지방산 클로라이드와 이세티오네이트의 반응에 의해 제조된다. 지방 아실 이세티오네이트를 함유하는 전형적인 계면활성제 제품은 약 30 내지 95 중량%, 바람직하게는 45 내지 90 중량%의 지방 아실 이세테오네이트, 및 이세티오네이트 염류 이외에도 0 내지 40 중량%의 유리 지방산, 일반적으로는 5% 미만, 그리고 미량(2 중량% 미만)의 다른 불순물들을 함유할 수 있다.

그러나, 액상 조성물에 지방 아실 이세티오네이트류를 바로 사용하는 것과 관련하여 지속되어온 한 가지 문제점은 이 화합물들이 수중 용해도가 낮다는 것이다. 고함량의 유리 지방산(10 중량% 이상) 및/또는 장쇄 지방 아실 이세티오네이트(예를 들면 C₁₄ 이상)를 함유하는 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품의 경우에는 특히 수중 용해도가 낮다. 지방 아실 이세테오네이트 성분은 불용성 계면활성제 결정을 형성하는 경향이 있고, 그 결정의 양은 결정의 광범위한 용해 온도 범위에 기인하여 저장 온도에 크게 좌우된다. 그 결과, 저온 및 고온에서는 점성이 매우 크거나 조도(consistency)가 매우 낮은 불안정한 액상 세정제가 형성된 다.

그러므로, 불변의 점도를 갖는 조성물을 제공하고, 이와 같은 불변의 점도를 확실히 얻을 수 있도록 조성 성분들을 조작하고 지방 아실 이세티오네이트 제품의 유리 지방산 성분 또는 그들의 사슬 길이에 무관하게 지방 아실 이세티오네이트 제품을 용이하게 사용할 수 있는 방법을 제공하는 것이 매우 유리할 것이다. 본 발명은 전술한 바와 같은 조성물 및 이를 제조하는 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 가변 점도의 문제점을 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 결정의 일부 또는 전부를 안정성을 확보하는데 충분한 상 부피를 차지하는 계면활성제 액상 결정으로 전환시킴으로써 해결할 수 있다는 사실을 인지하였으며, 여기서 상기 액상 결정의 안정성은 40℃에서 2주동안 저장한 후에 가시적인 상 분리가 없다는 것으로 정의된다. 이와 같은 전환은, 특이적인 액상 결정 개질제(예: 지방산, 지방 알코올); 및 총 지방 아실 이세티오네이트와 합성 계면활성제의 합계 백분율로서 충분한 고농도의 계면활성제 액상 결정 유도제(예: 알칸올아미드, 알킬아민옥사이드)의 조합을 사용함으로써 달성된다. 이러한 액상 결정 유도제와 액상 결정 개질제의 특이적인 조합은 불변의 점도를 제공하여, 지방 아실 이세티오네이트류 제품이 그 지방산 함량 또는 이세티오네이트의 사슬 길이에 무관하게 저장 안정성을 갖도록 할 수 있다.

아실 이세티오네이트 액체류는 당분야에 잘 알려져 있다. 예를 들면, 리(Lee) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,415,810호는 지방 아실 이세티오네이트류 및 상기 이세티오네이트를 가용화시키고 등방성 액체를 제조하는데 도움을 주는 쯔 비터이온성 계면활성제(예: 코코아미도프로필 베타인)를 포함하는 조성물을 개시하고 있다. 상기 참고 문헌은 2종의 알칸올아미드를 사용하는 것(제 1란, 27-30행) 과 별도로, 유리 지방산, 특히 장쇄 지방산을 사용하는 것(제 2 란, 34-39행)을 교시하고 있음은 물로, 이들의 용도, 특히 이들을 병용하는 것도 교시하고 있다.

브로디(Brody)등에게 허여된 미국 특허 제 5,739,365호 및 미국 특허 공보 제 2004/0224863호는 둘다 지방산 이세티오네이트를 가용화시키는데 도움을 주기 위해 암모늄 상대이온을 사용하는 용도를 개시하고 있다.

그리니(Greene) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,132,037호 (및 관련된 미국 특허 제 5,234,619호 및 미국 특허 제 5,290,471호)는 C₈ 내지 C₂₂ 아실 이세티오네이트류, 합성물, 및 유리 지방산, 바람직하게는 C₁₆ 이상의 지방산을 포함하는 조성물을 개시하고 있다. 본 발명의 액상 결정 유도제(예: 알칸올아미드)는 개시되어 있지도 않고, 액상 결정 개질제와 액상 결정 유도제를 특이적으로 병용하여 아실 이세티오네이트류의 장기 안정성을 제공한다는 것도 개시되어 있지 않다.

퍼베이더(Puvvada)에게 허여된 미국 특허 제 5,952,286호 및 미국 특허 제 6,077,816호는 아실 이세티오네이트류를 함유할 수 있고 가용성, 층상(lamellar) 상 유도 계면활성제(예: 분지쇄 지방산)을 포함하는 액상 세정용 조성물을 개시하고 있다. 임의 성분들로 인용된 것들중 아미드류를 임의로 사용할 수 있지만, 이들을 반드시 사용할 필요가 있다거나; 이들을 액상 결정 개질제와 병용하여 아실 이세티오네이트의 안정성을 일정하게 증가시킨다는 것은 물론; 이들을 특정한 최소 량 이상으로 사용해야 한다는 것에 대해서는 시사하거나 제안한 바가 전혀 없다. 상기 퍼베이더의 특허에 청구된 층상 유도 계면활성제는 분지쇄 지방산 또는 분지쇄 지방 알코올, 예컨대 이소스테아르산 또는 이소스테아릴 알코올이다. 본 발명에 의하면, 직쇄 지방산 및/또는 직쇄 지방 알코올이 알칸올아미드와 병용되는 지방산 및/또는 알코올(예: 개질제)의 주요량을 형성하여야 한다. 실제로, 분지쇄 액상 지방산 및/또는 분지쇄 지방 알코올은 본 발명에서 전혀 필요하지 않다. 그러나, 만일 사용된다면, 그 양은 본 발명의 액상 조성물의 지방산 및/또는 지방 알코올의 총 중량의 30 중량%를 넘지 않게, 바람직하게는 20 중량%를 넘지 않게, 더욱 바람직하게는 10 중량% 이하로 제한하여야 한다.

앞에서 언급한 모든 참고 문헌들은, 단독으로도 종합적으로도, 고농도의 액상 결정 유도제(예: 알칸올아미드)와 액상 결정 개질제(예: 주로 직쇄 지방산)의 특이적인 조합을 사용해서 아실 이세티오네이트/지방산 결정을 부분적으로 또는 전체적으로 계면활성제 액상 결정으로 전환시킴으로써, 아실 이세티오네이트류 계면활성제의 지방산 함량 또는 지방산 사슬 길이에 무관하게 아실 이세티오네이트 함유 액체를 제공하는 조성물을 전혀 시사하거나 제안한 바가 없으며, 상기 조성물이 온도에 덜 민감한 제품 점도를 갖는다는 것도, 상기 조성물이 저온 및 고온 저장 조건에 대해 모두 안정하다는 것도 전혀 시사하거나 제안한 바가 없다.

발명의 개요

한 실시양태에서, 본 발명은 (a) 고체 결정이 아닌 액상 결정의 형성을 도모하는 계면활성제 액상 결정 유도제; 및 (b) 액상 결정 개질제의 조합에 의해 형성되는 신규의 액상 세정제 조성물에 관한 것이다.

더욱 구체적으로, 한 실시양태에서 본 발명은,

(a) 지방 아실 이세티오네이트 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 25 중량% (여기서는 지방산염과 유리 지방산은 계산하지 않았으나, 하기 성분 (d)의 일부분으로 계산함);

(b) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터 이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 보조계면활성제 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 25 중량%;

(c) 액상 결정을 유도하는 양으로 첨가하였을 때 상기 (a)와 (b)를 포함하는 액상 세정제 조성물이 일반적인 저장 온도에서 액상 결정 상을 형성하도록 하는 계면활성제 액상 결정 유도제 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 8 중량%(상기 액상 결정 유도제는 지방 이세티오네이트(a)와 보조계면활성제 (b)의 총 합계 중량의 10 중량% 이상, 바람직하게는 15 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이상의 양으로 사용됨);

(d) 직쇄 지방산, 또는 직쇄 지방산과 직쇄 지방 알코올 및/또는 지방족 탄화수소 오일의 혼합물(즉, 직쇄 산은 반드시 사용해야 하고, 이들을 단독으로 사용하거나 알코올 및/또는 탄화수소 오일과 병용할 수 있음)로 이루어진 군중에서 선택된 액상 결정 개질제 0.5 내지 14 중량%(상기 액상 결정 개질제는 지방 아실 이세티오네이트 (a)(즉, 제품이 아닌 분자)와 합성 보조계면활성제 (b)의 합계 중량의 10 중량% 이상, 바람직하게는 20 중량% 이상의 양으로 사용되며, 상기 개질제는 적절한 계면활성제 액상 결정 크기를 확보하는데 필요한 것으로 생각되고, 예를 들어서 도메인(domain) 크기가 너무 클 경우에는 안정성이 떨어질 수 있음)

를 포함하는 액상 세정제 조성물을 제공하며;

여기서 상기 액상 세정제 조성물은 광학 현미경 또는 기타 기존의 물리적 테스트(예: X선 회절)를 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 계면활성제 액상 결정질 상으로 존재하는 일부분을 포함하고;

후술하는 방법에 의한 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서 써말 트레이스(thermal trace)는, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위, 바람직하게는 5 내지 30℃ 범위내에서 일어나는 형태이며(충분한 계면활성제가 액상 결정질 상으로 존재한다는 사실을 반영함);

상기 조성물은 40℃에서 2주 이상의 기간동안 안정하다(즉, 물리적으로 안정하며 시각적으로 확인하였을 때 분배되지 않을 것이다).

상기 (a)의 아실 이세티오네이트 계면활성제 및 임의로(필수적인 것은 아님) 일정량의 지방산은, 원료로 사용한 아실 이세티오네이트 "제품"이 무엇인지에 따라서 최종 조성물내로 혼입된다는 것을 알아야 한다. 따라서, 원료 "제품"은 순수한 계면활성제이고 지방산을 전혀 함유하지 않거나, 아실 이세티오네이트류 계면활성제와 지방산류의 혼합물을 포함할 수도 있다.

또한, 계면활성제와 지방산을 포함하는 제품을 사용한 경우, 최종 조성물내의 계면활성제 또는 지방산의 양은 원료 제품내의 당해 성분들의 양보다 적다는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 본 발명을 제한하려는 의도는 결코 아니지만, 최종 조성물내 계면활성제의 양이 10%인 것이 바람직할 경우, 도브(Dove^®) 클렌징 바 누들(cleansing bar noodles), 즉, 이하에 상세히 설명하는 바와 같은 DEFI 플레이크, 지방산 및 지방산 비누의 혼합물인 원료 제품으로부터 유래한 것일 수 있다. 일반적으로, 이와 같은 누들은 지방산 비누와 함께 약 50%의 아실 이세티오네이트 계면활성제를 포함한다. 따라서, 10% 계면활성제를 얻기 위해서는, 약 20%의 누들을 사용할 수 있다. 그러므로, 계면활성제의 지방산 함량이 35%일 경우, 최종 조성물에서는 지방산의 양이 약 7%(35%의 20%)가 된다(상기 (d) 성분의 일부분으로서 계산됨). 앞서 언급한 바와 같이, 50% 계면활성제 함량에서는, 지방 아실 이세티오네이트가 약 10%(50%의 20%)가 된다(상기 성분 (a)의 일부분으로서 계산됨). 그러나, 이러한 예들은 예시적인 것일 뿐 본 발명의 보호 범위를 결코 제한하지 않는다.

제 2 실시양태에서, 본 발명은 전술한 바와 같은 아실 이세티오네이트, 보조계면활성제, 액상 결정 유도제 및 액상 결정 개질제를 사용하여 본 발명의 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 1% 내지 30%를 포함하는 조성물을, 지방 이세티오네이트의 원료에 무관하게, 즉, 지방산 이세티오네이트 계면활성제 원료 제품의 지방산 함량 및/또는 지방 아실기의 사슬 길이에 무관하게, 형성할 수 있는 방법에 관한 것이다.

다른 실시양태에서, 본 발명은

(a) 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 4 내지 40 중량% (여기서 상기 제품은 유리 지방산 및/또는 지방산 염 10 내지 55%, 바람직하게는 15 내지 40%를 함유하고; 상기 제품은 지방 아실 이세티오네이트 약 30 내지 90%도 함유함);

(c) 액상 결정을 유도하는 양으로 첨가하였을 때 상기 (a)와 (b)를 포함하는 액상 세정제 조성물이 일반적인 저장 온도에서 액상 결정 상을 형성하도록 하는 계면활성제 액상 결정 유도제 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 8 중량%(여기서 상기 액상 결정 유도제는 지방 이세티오네이트(a)와 보조계면활성제 (b)의 총 합계 중량의 10 중량% 이상, 바람직하게는 15 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이상의 양으로 사용됨);

(d) 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올, 지방족 탄화수소 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 액상 결정 개질제 0 내지 10%, 바람직하게는 1 내지 10% (여기서 상기 액상 결정 개질제, 즉, 지방족 탄화수소 오일, 직쇄 지방 알코올 및 상기 성분 (a)와 (d)의 직쇄 지방산/지방산 비누는 상기 지방 아실 이세티오네이트 (a)(즉, 제품이 아닌 분자)와 합성 보조계면활성제 (b)의 합계 중량의 15 중량% 이상, 바람직하게는 20 중량% 이상의 양으로 사용되며, 상기 개질제는 적절한 계면활성제 액상 결정 크기를 확보하는데 필요한 것으로 생각되고, 예를 들어서 도메인 크기가 너무 클 경우에는 안정성이 떨어질 수 있음)

를 포함하는 액상 세정제 조성물을 제공하며;

여기서 상기 액상 세정제 조성물은 광학 현미경 또는 기타 기존의 물리적 테스트(예: X선 회절)를 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 계면활성제 액상 결정질 상으로 존재하는 부분을 포함하고;

후술하는 방법에 의한 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서 써말 트레이스 형태는, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위, 바람직하게는 5 내지 30℃ 범위내에서 일어나는 형태이며(충분한 계면활성제가 액상 결정질 상으로 존재한다는 사실을 반영함);

상기 성분 (d)의 경우에, 지방산(즉, 개질제)의 일정량 이상이 성분 (a)와 함께 초래되기 때문에, 즉 아실 이세티오네이트가 10% 이상, 55% 정도로 높은 함량의 지방산을 함유하기 때문에, 그 양이 0%가 될 수 있음을 알아야 한다.

또한, 계면활성제 제품 (a)의 일부분인 지방산이 최종 조성물내에 원료 제품내의 당해 지방산의 양보다 낮은 양으로 존재한다는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 특정한 이론을 고수하려는 의도는 아니지만, 최종 조성물내 계면활성제의 양이 10%인 것이 바람직할 경우, 도브 클렌징 바 누들, 즉, 이하에 상세히 설명하는 바와 같은 DEFI 플레이크, 지방산 및 지방산 비누의 혼합물인 원료 제품으로부터 유래한 것일 수 있다.

일반적으로, 이와 같은 누들은 지방산 및 비누와 함께 약 50%의 아실 이세티오네이트 계면활성제를 포함한다. 따라서, 10% 계면활성제를 얻기 위해서는, 약 20%의 누들을 사용할 수 있다. 그러므로, 계면활성제의 지방산 함량이 35%일 경우, 최종 조성물에서는 지방산의 양이 약 7%(35%의 20%)가 된다. 그러나, 이러한 예는 예시적인 것일 뿐 본 발명의 보호 범위를 결코 제한하지 않는다.

당업자라면 이하의 상세한 설명 및 첨부된 청구의 범위를 통해서 전술한 특징과 다른 특징, 구성 및 장점들을 명확히 파악할 수 있을 것이다. 의심할 여지 없이, 본 발명의 한 실시양태의 구성 요소를 본 발명의 다른 실시양태에 사용할 수 있다. 이하의 상세한 설명에 주어진 예들은 본 발명을 명확히 설명하고자 한 것이며, 본 발명을 제시된 예 자체에 제한하려는 의도는 결코 아니다. 실험예에서뿐만 아니라 특별한 언급이 없는한, 본 발명에서 사용된 성분 또는 반응 조건의 수량을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 "약"이 포함된 것으로서 이해하여야 한다. 마찬가지로, 특별한 언급이 없는한, 모든 백분율은 전체 조성물의 중량/중량%이다. "x 내지 y"의 형태로 표현된 수치 범위는 x와 y를 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 특정 요소에 대하여 여러 개의 바람직한 범위들을 "x 내지 y"의 형태로 기재한 경우, 이것은 상이한 종말점들을 조합한 모든 범위로도 고려된다는 것을 알아야 한다. 명세서 또는 청구의 범위에 "포함하는"이란 용어를 사용한 경우, 이것은 특별히 인용하지 않은 용어, 공정 또는 구성 요소를 완전히 배제한다는 의도로 사용한 것은 아니다. 특별한 언급이 없는한, 모든 온도는 섭씨 온도(℃)이다. 모든 측정치는 특별한 언급이 없는한 SI 단위이다. 인용된 문헌은 관련 부분에서 참고한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 2와 비교하여 액상 DEFI 조성물을 제조하는데 일반적으로 사용되는 지방산 이세티오네이트 용액의 시차 주사 열량분석(DSC) 커브이다. 도 1은 DEFI 용액이 본 발명의 실시예의 보다 낮은 결정 전이 피이크에 비해서 38℃ 부근에 결정 전이 피이크를 갖는다는 것을 보여준다.

도 2는 제 1 절차를 사용하여 측정한, 물에 용해됨으로써 피이크가 어느 정도로 차폐될 수 있는지를(예를 들면, 실시예 27) 보여주는 DSC 방법의 도면이다. 이 경우에는, 제 2 절차를 사용해야 한다.

도 3은 피이크를 확인할 수 있도록 사용한 제 2 DSC 절차를 나타낸 도면이다(예를 들면, 실시예 27).

도 4b는 충분한 액상 결정 개질제를 첨가하여 충분히 큰 액상 결정 상의 상 부피를 제공함으로써 우수한 상 안정성을 제공한 계면활성제 액상 결정 조성물의 광학 현미경 사진이다. 도 4a는 충분한 계면활성제 액상 결정 개질제가 없어서 가시적인 상 분리를 일으키는 액상 결정 도메인을 보여준다.

상세한 설명

본 발명은 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제를 포함하는 신규의 액상 세정제 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은 점성이고 원료 계면활성제의 유리 지방산 함량(한 실시양태에서, 상기 함량은 계면활성제의 10-55%일 수 있음); 또는 상 기 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품의 사슬 길이(특히 저온 및 고온에서 아실 이세티오네이트를 포함하는 조성물의 안정성과 점도에 일반적으로 영향을 미치는 요인)에 무관하게 매우 안정하다.

더욱 구체적으로, 한 실시양태에서 본 발명은

(a) 지방 아실 이세티오네이트 1 내지 30 중량%(전술한 바와 같이 계면활성제 제품으로부터 유래하며, 소정량의 지방 아실 이세티오네이트를 생성하는데 필요한 제품의 양은 원료 제품중의 지방 아실 이세티오네이트의 중량%에 좌우됨);

(b) 보조계면활성제 1 내지 30 중량%;

(c) 알칸올아미드, 알킬아민 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택되고, 상기 (a)와 (b)를 포함하는 액상 세정제 조성물이 일반적인 저장 조건에서 액상 결정상을 형성하도록 확보하는데 사용되며, 지방 아실 이세티오네이트와 보조계면활성제의 합계에 대하여 특정한 백분율 이상(예를 들면, 10% 이상)의 양으로 사용되는 계면활성제 액상 결정 유도제 0.5 내지 10 중량%;

(d) 직쇄 지방산 단독, 또는 직쇄 지방산과 직쇄 지방 알코올 및/또는 지방족 탄화수소 오일의 혼합물인 액상 결정 개질제 0.5 내지 14 중량%(상기 액상 결정 개질제는 이세티오네이트 (a)(즉, 계면활성제 제품이 아닌 분자)와 합성 보조계면활성제 (b)의 합계 중량의 10 중량% 이상의 양으로 사용됨)

을 포함하는 액상 세정제 조성물을 제공하며;

여기서 상기 액상 세정제 조성물은 광학 현미경 또는 기타 기존의 물리적 테스트(예: X선 회절)를 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 계면활성제 액 상 결정질 상으로 존재하는 부분을 포함하고;

후술하는 방법에 의한 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서 써말 트레이스 형태는, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위, 바람직하게는 5 내지 30℃ 범위내에서 일어나는 형태이며;

상기 조성물은 40℃를 넘는 온도에서 2주 이상의 기간동안 안정하다(즉, 물리적으로 안정하며 시각적으로 확인하였을 때 분배되지 않을 것이다).

또한, 본 발명은 상기 성분들을 혼합함으로써 안정성을 제공하는 방법에 관한 것이다.

다른 실시양태에서, 본 발명은

(a) 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품 1 내지 50 중량%(상기 계면활성제 제품은 알칼리 금속 지방산 이세티오네이트 약 30-90%와 유리 지방산 및/또는 지방산염 약 10% 내지 55%를 포함함);

(b) 보조계면활성제 1 내지 30 중량%;

(c) 알칸올아미드, 알킬아민 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택되고, 상기 (a)와 (b)를 포함하는 액상 세정제 조성물이 일반적인 저장 조건에서 액상 결정상을 형성하도록 확보하는데 사용되며, 지방 아실 이세티오네이트와 보조계면활성제의 합계에 대하여 특정한 백분율 이상(예를 들면, 10% 이상, 바람직하게는 15% 초과)의 양으로 사용되는 계면활성제 액상 결정 유도제 0.5 내지 10 중량%;

(d) 직쇄 지방산, 직쇄 알코올, 지방족 탄화수소 오일 및 이들의 혼합물인 액상 결정 개질제 0 내지 10 중량%(즉, 지방족 탄화수소 오일, 직쇄 지방 알코올 및 상기 (a)와 (d)의 직쇄 지방산/지방산 비누는 지방 아실 이세티오네이트 (a)(즉, 계면활성제 제품이 아닌 분자)와 합성 보조계면활성제 (b)의 합계에 대해10 중량% 이상의 양으로 사용됨)

을 포함하는 액상 세정제 조성물을 제공하며;

이하에서는 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

용어의 정의

본 발명에서, 지방 아실 이세티오네이트 "제품"은 (다른 성분들 이외에) 순수한 아실 이세티오네이트류 계면활성제뿐만 아니라 유리 지방산 및/또는 지방산 염도 포함한다.

지방 아실 이세티오네이트 계면활성제

제 1 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 25 중량%의 지방 아실 이세티오네이트를 포함한다.

제 2 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 4 내지 40 중량%의 지방 아실 이세티오네이트 제품을 포함한다.

지방 아실 이세티오네이트 계면활성제는 일반적으로 알칼리 금속 이세티오네이트와 같은 이세티오네이트 염과 탄소 원자 수가 8 내지 20개이고 요오드가가(불포화도 측정) 20 g 미만인 지방족 지방산과의 반응에 의해서, 예를 들면 하기 반응식 1에 따라 제조된다:

HOR¹SO₃M + RCOOH → RCOOR¹SO₃H

상기 식에서 R¹은 탄소 원자수가 2 내지 4개인 지방족 탄화수소 라디칼이고;

M은 알칼리 금속 양이온 또는 금속 이온(예: 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 리튬), 암모늄 또는 치환된 암모늄 양이온 또는 다른 상대 이온이며;

R은 탄소 원자수가 7 내지 24개, 바람직하게는 8 내지 22개인 지방족 탄화수소 라디칼이다.

사용된 처리 조건에 따라서, 형성되는 지방 아실 이세티오네이트 제품은 지방 아실 이세티오네이트 40 내지 95 중량%(앞서 언급한 바와 같이, 예를 들면 상기 제 1 실시양태에 대한 성분 (a)로서 표현하면 1-30%를 제공하는 양임), 및 이세티오네이트 염 이외에 유리 지방산 40 내지 약 0 중량%, 일반적으로 5 중량% 미만, 그리고 미량의(2 중량% 미만) 기타 불순물들을 포함한다. 일반적으로, 지방족 지 방산이 시판되는 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제를 제조하는데 사용된다. 본 발명에 있어서, 형성되는 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제(예: 알칼리 금속 이세티오네이트와 지방족 지방산의 반응으로부터 형성됨)는 탄소 원자 수가 14개 이상인 지방 아실기를 20 중량% 이상(지방 아실 이세티오네이트 반응 생성물 기준) 함유함으로써, 주위 온도하에 수중에서 불용성 계면활성제 결정을 형성할 수 있는 것이 바람직하고, 탄소 원자 수가 14개 이상인 지방산을 16 중량% 이상 함유함으로써 주위 온도하에 수중에서 불용성 계면활성제 결정을 형성할 수 있는 것이 바람직하다. 불용성 계면활성제 결정의 형성은 광학 현미경을 사용하거나, 또는 이하에 설명하는 시차 주사 열량 분석법(DSC)를 사용하여 pH 6.5 내지 7.5 범위인 15 중량% 지방 아실 이세티오네이트 수용액의 결정 전이 온도를 측정함으로써 확인할 수 있다. 상기 반응에 의해 형성된 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 용액은 일반적으로 30℃를 넘고 60℃보다 낮은 열 전이 온도를 갖는다. 지방 아실 이세티오네이트 용액의 전형적인 DSC 써말 트레이스를 도 1에 도시하였다("DEFI 용액"으로 표기한 위쪽 그래프). 본 발명의 특징은, 본 발명의 실시예 2에 대해 도 1에 도시한 바와 같이, 특이적인 액상 유도제가 써말 트레이스에서 열 전이 온도의 위치를 계면활성제 액상 결정이 형성될 수 있는 35℃ 미만으로, 바람직하게는 30℃ 미만으로 이동시킬 수 있다는 점이다(실시예 2의 조성은 하기 표 1에 제시함).

더욱 구체적으로, DSC 실험에 의한 써말 트레이스의 형태가, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피중 50%가 5 내지 35℃ 범위, 바람직하게는 5 내지 30℃ 범위에서 일어나는 형태라는 것이다. 본 발명에서는 이와 같은 DSC 실험에서의 전이 엔탈피 커브 또는 트레이스의 요건을 써말 트레이스에 대한 기준으로 삼는다. 형성된 지방 아실 이세티오네이트 함유 액상 세정제 조성물은 훨씬 더 안정하다. 다시 말해서, 특정한 이론을 고수하려는 의도는 아니지만, 아실 이세티오네이트 계면활성제(실제로는 아실 이세티오네이트와 후술하는 보조계면활성제)의 열 전이 온도를 이동시킴으로써, 액상 결정이 훨씬 더 용이하게 형성되고, 이로 말미암아 당해 재료를 이전에는 쉽게 사용할 수 없었던 액상 조성물의 형태로 사용할 수 있다. 이러한 결과는, 원료 이세티오네이트 제품이 15 내지 55%의 지방산을 함께 함유하는 본 발명의 제 2 실시양태의 조성물과 같은 조성물에서는 특히 예외적인 결과이다.

본 발명에 사용할 수 있는 특히 바람직한 지방 아실 이세티오네이트 제품(10% 이상의 지방산을 함유하는 상 포함)으로는, DEFI(지방산 이세티오네이트의 직접 에스테르화 반응, direct esterification of fatty isethionate) 플레이크 및 개인 세정제 용도에 사용하기 위해 DEFI로부터 제조한 합성 세제 누들을 들 수 있다. DEFI 플레이크는 일반적으로 나트륨 지방 아실 이세티오네이트 약 65 내지 80 중량% 및 유리 지방산 15 내지 30 중량%를 함유한다. 형성되는 지방 아실 이세티오네이트의 지방 아실기중 65중량%를 초과하는 지방 아실기는 12 내지 18개의 탄소 원자를 갖는다. 도브 클렌징 바 누들은 전술한 바와 같은 DEFI 플레이크와 장쇄(주로 C16 및 C18) 지방산 및 지방산 비누의 혼합물이며, 약 40 내지 60 중량%의 지방 아실 이세티오네이트 및 25 내지 40 중량%의 지방산과 지방산 비누를 함유한다. 본 발명에 사용할 수 있는 다른 시판되는 지방 아실 이세티오네이트의 예로서 는, 클라리언트(Clariant)에서 시판하는 호스타폰(Hostapon^®) 계면활성제류, 예를 들면 호스타폰 SC185, 호스타폰 SCI-78C, 또는 호스타폰 SCI65C; 바스프(BASF)에서 시판하는 조다폰(Jordapon^®) 계면활성제, 예컨대 조다폰 CI 프릴(prill) 또는 조다폰 CI65; 및 용안 데일리 케미칼 컴패니(Yongan Daily Chemical Co.)에서 시판하는 나트륨 코코일 이세티오네이트, 예컨대 YA-SCI-85^® 또는 YA-SCI-65^®을 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 이러한 지방 아실 이세티오네이트 제품들은 일반적으로 개인용 액상 조성물에는 사용되지 않았는데, 그 이유는 상기 제품들이 고체 결정을 쉽게 형성하여(단독으로 사용할 경우 및/또는 보조계면활성제와 병용할 경우), 결과적으로 안정한 액체를 형성하는 것을 어렵게 만들기 때문이다.

본 발명의 액상 세정제 조성물에 사용되는 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제의 양은 액상 조성물의 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 25 중량% 범위일 수 있다. 바람직한 함량은 본 발명의 액상 세정제중의 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 및 기타 합성 보조계면활성제의 총량에 좌우된다. 사용량은 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제와 후술하는 합성 보조계면활성제의 총 합계량의 20 내지 90 중량%, 바람직하게는 40 내지 80 중량%를 이루어야 한다.

합성 보조계면활성제

본 발명의 제 2 성분은 후술하는 바와 같은 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제로 이루어진 군중에서 선택된 계면활성제이다. 이러한 합성 보조계면활성제는 전술한 지방 아실 이세티오 네이트 계면활성제를 가용화시키거나 부분적으로 가용화시키는 것으로 생각된다. 본 발명에 사용되는 합성 보조계면활성제의 양은 액상 조성물중의 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제의 양에 따라서 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 25 중량% 범위일 수 있다. 또한, 액상 조성물중의 보조계면활성제의 양은 액상 세정제 조성물의 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총 합계량의 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 20 내지 60 중량%가 되어야 한다.

음이온성 계면활성제는, 예컨대 지방족 설포네이트, 예를 들면 1급 알칸(예: C₈-C₂₂) 설포네이트, 1급 알칸(예: C₈-C₂₂) 디설포네이트, C₈-C₂₂ 알켄 설포네이트, C₈-C₂₂ 히드록시알칸 설포네이트 또는 알킬 글리세릴 에테르 설포네이트(AGS); 또는 알킬 벤젠 설포네이트와 같은 방향족 설포네이트일 수 있다.

음이온성 계면활성제는 알킬 설페이트(예: C₁₂-C₁₈ 알킬 설페이트) 또는 알킬 에테르 설페이트(알킬 글리세릴 에테르 설페이트 포함)일 수 있다. 알킬 에테르 설페이트로서는 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물들을 들 수 있다:

RO(CH₂CH₂O)_nSO₃M

상기 식에서 R은 탄소 원자 수가 8 내지 18개, 바람직하게는 12 내지 18개인 알킬 또는 알케닐이고; n은 적어도 0.5보다 큰, 바람직하게는 2 내지 3인 평균치를 가지며; M은 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 치환된 암모늄과 같은 가용화 양이온이다. 암모늄 및 나트륨 라우릴 에테르 설페이트가 바람직하다.

음이온성 계면활성제는 알킬 설포숙시네이트(모노알킬 및 디알킬, 예컨대 C₆-C₂₂ 설포숙시네이트 포함); 알킬 및 아실 타우레이트, 알킬 및 아실 사르코시네이트, 알킬 및 아실 글리시네이트, 알킬 설포아세테이트, C₈-C₂₂ 알킬 포스페이트, 알킬 포스페이트 에스테르 및 알콕시 알킬 포스페이트 에스테르, 아실 락테이트, C₈-C₂₂ 모노알킬 숙시네이트 및 말레에이트, 및 분지쇄 아실 이세티오네이트일 수도 있다.

지방산 함량이 10%를 초과하는 아실 이세티오네이트 제품을 원료로 사용한 경우(제 2 실시양태에서와 같이), 지방산 함량이 10% 미만인 추가의 지방 아실 이세티오네이트(예: 지방산 8 중량% 미만인 조다폰 CI)를 사용할 수 있다.

또 다른 부류의 음이온성 계면활성제는 하기 화학식 2로 표시되는 것과 같은 카르복실레이트류이다:

R-(CH₂CH₂O)_nCO₂M

상기 식에서 R은 C₈-C₂₀ 알킬이고; n은 1 내지 20이며; M은 전술한 바와 같다.

사용 가능한 또 다른 카르복실레이트는 아미도알킬 폴리펩티드 카르복실레이트, 예컨대 세픽(Seppic)에서 시판하는 몬타인 (Monteine) LCQ^®이다.

쯔비터이온성 계면활성제의 예로서는 지방족 4급 암모늄, 포스포늄 및 설포 늄 화합물의 유도체로서 폭넓게 설명될 수 있는 화합물들을 들 수 있으며, 여기서 지방족 라디칼은 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 지방족 치환체중 하나는 약 8 내지 약 18개의 탄소 원자를 함유하고, 하나는 음이온성 기, 예를 들면 카르복시, 설포네이트, 설페이트, 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유한다. 이러한 화합물에 대한 일반식은 하기 화학식 3과 같다:

상기 식에서, R²는 탄소 원자수가 약 8개 내지 약 18개인 알킬, 알케닐, 또는 히드록시알킬 라디칼, 0 내지 약 10개의 에틸렌 옥사이드 부분 및 0 내지 약 1개의 글리세릴 부분을 함유하고; Y는 질소, 인 및 황 원자로 이루어진 군중에서 선택되며; R³은 약 1 내지 약 3개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 또는 모노히드록시알킬기이고; X는 Y가 황 원자일 경우에는 1이고, Y가 질소 또는 인 원자일 경우에는 2이며; R⁴는 탄소 원자 수가 약 1 내지 약 4개인 알킬렌 또는 히드록시알킬렌이고; Z는 카르복실레이트, 설포네이트, 설페이트, 포스포네이트 및 포스페이트 기로 이루어진 군중에서 선택된 라디칼이다.

본 발명에 사용할 수 있는 양쪽성 세제는 하나 이상의 산 기를 포함한다. 이 기는 카르복실산기 또는 설폰산기일 수 있다. 상기 양쪽성 세제는 4급 질소 원자를 포함하므로, 4급 아미도산이다. 이들은 일반적으로 탄소 원자수가 7 내지 18 개인 알킬 또는 알케닐기를 포함하여야 한다. 이들은 통상 하기 화학식 4로 표시되는 전반적인 구조식에 부합한다:

상기 식에서 R¹은 탄소 원자 수가 7 내지 18개인 알킬 또는 알케닐이고;

R²와 R³는 각각 탄소 원자 수가 1 내지 3개인 알킬, 히드록시알킬 또는 카르복시알킬이며;

n은 2 내지 4이고;

m은 0 내지 1이며;

X는 히드록시에 의해 임의로 치환된 탄소 원자수 1 내지 3의 알킬렌이고;

Y는 -CO₂- 또는 -SO₃-이다.

암포아세테이트와 디암포아세테이트도 본 발명에 사용 가능한 쯔비터이온성 및/또는 양쪽성 화합물에 포함된다.

사용 가능한 비이온성 계면활성제로서는 구체적으로 소수성 기와 반응성 수소 원자를 갖는 화합물, 예를 들면 지방족 알코올, 산, 아미드 또는 알킬페놀과 알킬렌 옥사이드, 특히 에틸렌 옥사이드 단독 또는 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드와의 반응 생성물을 들 수 있다. 구체적인 비이온성 세제 화합물은 알킬 (C₆-C₂₂) 페놀-에틸렌 옥사이드 축합생성물, 지방족 (C₈-C₁₈) 1급 또는 2급 직쇄 또는 분지쇄 알코올과 에틸렌 옥사이드와의 축합반응 생성물, 및 프로필렌 옥사이드와 에틸렌디아민의 반응생성물과 에틸렌 옥사이드의 축합반응에 의해 제조된 생성물을 들 수 있다. 기타 소위 비이온성 세제 화합물에는 장쇄 3급 아민 옥사이드, 장쇄 3급 포스핀 옥사이드 및 디알킬 설폭사이드가 포함된다.

비이온성 계면활성제는 당 아미드, 예를 들면 폴리사카라이드 아미드일 수도 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 본 명세서에 참고 인용한 오(Au) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,389,279호에 개시된 락토비온아미드중 하나이거나, 역시 본 출원에 참고인용한 켈켄버그에게 허여된 미국 특허 제 5,009,814호에 개시된 당 아미드중 하나일 수 있다.

사용 가능한 다른 계면활성제로는, 본 명세서에 참고 인용한, 패런 주니어에게 허여된 미국 특허 제 3,723,325호에 개시된 것들과 레나도에게 허여된 미국 특허 제 4,565,647호에 개시된 알킬 폴리사카라이드 비이온성 계면활성제를 들 수 있다.

바람직한 알킬 폴리사카라이드는 하기 화학식 5로 표시되는 알킬폴리글리코사이드이다:

R²O(C_nH_2nO)_t(글리코실)_x

상기 식에서, R²는 탄소 원자수가 약 10 내지 약 18개, 바람직하게는 약 12 내지 약 14개인 알킬, 알킬페닐, 히드록시알킬, 히드록시알킬페닐 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택되고; n은 0 내지 3, 바람직하게는 2이며; t는 0 내지 약 10, 바람직하게는 0이고; x는 1.3 내지 약 10, 바람직하게는 1.3 내지 약 2.7이다. 글리코실은 글루코오스로부터 유도되는 것이 바람직하다. 이러한 화합물들을 제조하기 위해서, 알코올 또는 알킬폴리에톡시알코올을 먼저 제조한 후에 글루코오스 또는 글루코오스 공급원과 반응시켜서 글루코사이드(1-위치에서 결합)을 형성한다. 이어서, 1-위치와 먼저 결합된 글리코실 유닛의 2-, 3-, 4- 및/또는 6-위치, 바람직하게는 주로 2-위치 사이에 추가의 글리코실 단위를 결합시킬 수 있다.

사용 가능한 다른 계면활성제들이 본 명세서에 참고 인용한, 패런 주니어에게 허여된 미국 특허 제 3,723,325호 및 문헌 ["Surface Active Agents and Detergents", Vol. I&II, Schwartz, Perry & Berch]에 설명되어 있다.

계면활성제 액상 결정 유도제

본 발명의 또 다른 중요한 성분은 계면활성제 액상 결정 유도제로서 작용하는 알칸올아미드, 알킬아민 옥사이드 또는 이들의 혼합물이다. 상기 계면활성제 액상 결정 유도제는 전술한 바와 같은 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 혼합물에서 가용화되어 계면활성제 미셀의 충전 상태(packing)를 변화시키는 것으로 생각된다. 구체적으로, 상기 유도제는 지방 아실 이세티오네이트 및 합성 보조계면활성제 혼합물을 전부 또는 일부 본 발명의 액상 세정제 조성물내의 층상 액상 결정으로 전환시키는 것으로 생각된다. 본 발명의 세정제 조성물에서 계면활성제 액상 결정이 유도된다는 사실은 후술하는 바와 같은 DSC 방법을 사용해서 측정하였을 때 5 내지 35℃, 바람직하게는 5 내지 30℃ 사이의 온도에서 열 전이 피이크가 형성된다는 것을 통해 확인할 수 있다(도 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 유도제를 사용하지 않은 경우 일반적으로 보다 높은 온도에서 피이크가 형성되는 것과 비교). 비교적 낮은 온도에서 써말 트레이스에 피이크가 존재하는 것은 충분한 양의 계면활성제 액상 결정 유도제를 첨가할 경우 계면활성제 액상 결정 상이 형성된다는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 본 발명에서 액상 결정 유도제의 양은 액상 조성물중의 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총량에 따라 액상 조성물의 0.5 내지 10 중량%가 될 수 있다. 구체적으로, 액상 결정 유도제의 양은 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총 중량의 10 중량% 이상, 바람직하게는 15 중량% 이상, 가장 바람직하게는 20 중량% 이상이 되어야 한다.

본 발명의 액상 조성물에 필요한 액상 결정 유도제의 양과 조성은 후술하는 DSC 방법을 사용해서 다양한 양의 액상 결정 유도제를 함유하는 본 발명의 세정제 조성물을 측정함으로써 결정할 수 있다. 조성물은 35℃보다 높은 온도 및 낮은 온도에서 모두 전이 엔탈피 피이크를 갖는다는 것을 알아야 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 세정제 조성물(수용액, 예를 들면 이세티오네이트+보조계면활성제+유도제)는 써말 트레이스에 대한 요건에 부합하여야 한다. 즉, DSC 실험에서 써말 트레이스가, 5 내지 60℃사이의 전이 엔탈피중 50%를 넘는 양이 5 내지 35℃ 범 위, 바람직하게는 5 내지 30℃ 범위에서 일어날 정도이어야 한다. 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 60%를 넘는 양이 5 내지 35℃ 범위에서 일어나는 것이 더욱 바람직하다. 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 60%를 넘는 양(이론적으로 상한치는 존재하지 않음)이 5 내지 30℃ 범위에서 일어나는 것이 보다 더 바람직하다.

이와 같은 조건에 부합할 경우, 이는 유도제의 양과 후술하는 바와 같은 개질제의 양이 알맞게 선택되어 세정제 조성물이 안정할 것임을, 즉, 40℃에 저장시 2주 이상, 바람직하게는 4주 이상의 기간동안 가시적인 물리적 분리의 징후를 나타내지 않을 것임을 시사한다. 유도제를 사용한 본 발명의 조성물(실시예 2)과 유도제를 사용하지 않은 세정제 조성물의 DSC 커브를 비교하여 둘다 도 1에 도시하였다.

사용 가능한 액상 결정 유도제 화합물의 예로서는 알칸올 아미드, 예를 들면 탄소 원자 수가 약 10 내지 20개인 지방산의 모노에탄올아미드, 디에탄올아미드, N-메틸-모노에탄올아미드, 이소프로판올아미드, 및 PPG-히드록시에틸 코카미드; 및 탄소 사슬 길이가 10 내지 20개 범위인 알킬아민옥사이드를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 적당한 화합물의 구체적인 예로서는, 코코모노에탄올아미드, 코코디에탄올아미드, 라우릴 모노 또는 디에탄올아미드, 코코 모노 또는 디이소프로판올아미드, 라우릴 모노 또는 디에탄올아미드, 미리스틸 모노 또는 디에탄올아미드, 코코일 N-메틸-모노에탄올아미드, 코코일아민옥사이드, 라우릴아민옥사이드, 미리스틸아민옥사이드, 및 폴리프로필렌글리콜-2-히드록시에틸 코코아미드를 들 수 있다. 본 발명에 특히 유용한 성분들은 코코모노 또는 디에탄올아미드, 라 우릴 모노 또는 디에탄올아미드, 라우릴아민 옥사이드 및 코코아민 옥사이드이다.

액상 결정 개질제

본 발명의 액상 세정제 조성물의 네번째 중요한 성분은 계면활성제 액상 결정 개질제이다. 이러한 개질제로서는 직쇄 지방산 단독, 또는 직쇄 지방산과 직쇄 지방 알코올 및/또는 지방족 탄화수소의 혼합물을 들 수 있다. 상기 성분은, 개질제가 존재하지 않는 경우에 비해 보다 많은 계면활성제 액상 결정 상의 형성에 기인하여, 액체 점도를 증가시키고 주위 온도 및 고온에서 그 저장 안정성을 달성하는데 중요한 것으로 생각된다.

특정한 이론을 고수하려는 의도는 아니지만, 존재하는 액상 결정 상은 층상이며, 이러한 층상은 적어도 부분적으로 소포(vesicle)의 형태로 존재하고, 이때 상기 액상 결정 개질제가 상기 소포들의 크기를 적어도 일부분의 소포가 5 마이크로미터보다 작도록 변경시키는 것으로 생각된다. 5 마이크로미터보다 작은, 바람직하게는 2 마이크로미터보다 작은 소포들은 세정제 조성물에 보다 큰 물리적 안정성을 부여하는 것으로 생각된다.

계면활성제 액상 결정은 일반적으로 (예를 들면, 본 발명에 의한 지방 아실 이세티오네이트, 합성 보조계면활성제 및 알칸올아미드 또는 알킬아민옥사이드의 혼합물에 의해 유도된 것) 다양한 크기와 형태를 가질 수 있다. 그러나, 다양한 저장 온도에서 높은 점도와 동시에 우수한 제품 안정성을 겸비하기 위해서는, 적당한 상 부피의 계면활성제 액상 결정 층상 소포가 필요한 것으로 생각된다. 광학 현미경은 계면활성제 액상 결정 상의 상 부피를 측정할 수 없지만, 이 기법을 사용 해서 교차 편광된 광으로 설정된 고배율 광학 현미경을 사용하여 관찰함으로써 층상 액상 결정이 형성되었는지의 여부를 확인할 수 있다.

교차 편광된 광으로 설정된 광학 현미경하에서, 상기 액상 결정들은 빛나는 도메인으로서 나타난다. 본 출원에 참고 인용한 문헌 [Rosevear, Journal of the Oil Chemists' Society (1954), Vol. 31, page 628]에 개시된 바와 같이, 층상 액상 결정 상을 한정하는 규칙적인 패턴이 존재한다. 전형적인 계면활성제 액상 결정 광학 현미경 사진이 충분한 양의 액상 결정 개질제를 사용하지 않은 경우와 사용한 경우에 대하여 각각 도 4a와 도 4b에 도시되어 있다. 도 4a는 액상 결정 개질제를 사용하지 않은 경우로서, 하기 표 2의 비교예 D를 나타내며 거대한 불규칙 액상 결정 도메인을 보여준다. 이 조성물은 주위 온도에서 안정하지 않은데, 액상 결정의 일부분이 직경이 5 마이크로미터 이하, 바람직하게는 2 마이크로미터 이하인 소포들로 존재하는 것이 안정성에 필요하기 때문이다. 이러한 부분이 얼마나 큰지 정확히 한정할 수는 없지만, 충분히 큰 부분이 얻어질 경우에 본 발명의 DSC 테스트에 의해서 확인된다.

따라서, 충분한 양의 액상 결정 개질제를 함유한 조성물(표 1의 실시예 2)은 광학 현미경을 통해 관찰했을 때 직경이 2 마이크로미터 미만인 크기를 갖는 상당한 양의 층상 액상 결정 상을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 조성물에 "충분한" 개질제가 존재한다는 사실이 확인되는데, 그 이유는 상기 조성물이 DSC 써말 트레이스에 대한 요건에 부합하고, 주위 온도 및 40℃에서 1달을 넘는 기간동안 안정하기 때문이다.

충분한 양의 액상 결정 개질제를 함유하지 않는 액상 세정제 조성물은 상 분리를 나타내며, 직경이 10 마이크로미터 이상인 크기를 갖는 층상 액상 결정을 함유한다. 구체적으로, 충분한 양의 개질제가 없다면, 조성물은 주위 온도에서 2주 미만의 기간내에 분리된다. 앞서 말한 바와 같이, 이러한 상 분리 문제점은 본 발명에 따라서 충분한 양의 액상 결정 개질제를 첨가해서 층상 액상 결정의 크기를 감소시키고 임의로 액상 결정 상의 상 부피를 증가시킴으로써 극복될 수 있는 것으로 밝혀졌다(광학 현미경을 사용한 관찰 또는 DSC 엔탈피 특성 분석에 의해 반영됨).

전술한 바와 같은 바람직한 계면활성제 액상 결정 이외에도, 본 발명의 액상 조성물은 다른 계면활성제 상, 예컨대 계면활성제 미셀 및 불용성 계면활성제 결정도 포함할 수 있음을 알아야 한다.

형성된 본 발명의 액상 조성물중의 계면활성제 액상 결정 상의 분율이 광학 현미경을 통해 확인되지 않을 경우에는, 본 발명의 액상 조성물중의 그 존재를 다른 방법, 예컨대 작은각 X선 산란에 의해서 확인할 수도 있다. X선 산란 실험에서, 층상 상의 존재는 d, d/2, d/3(여기서 d는 브래그(Bragg) 간격임)의 위치에서 회절선으로 나타난다. 이에 관해서는 문헌 [P. Linder, T. Zemb, "Neutrons, X-rays and Light: Scattering Methods Applied to Condensed Matter", Elsevier (Boston, 2004)]를 참조할 수 있다.

따라서, 이상을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 다음과 같은 2가지 사항이 동시에 일어나는 것이 중요하다: (1) 적어도 일부분의 계면활성제 상이 층상 액상 결정 상으로 존재하도록 액상 결정 유도제가 필요한 것; 그리고 (2) 조성물이 물리적으로 안정하도록 상기 개질제가 필요한 것. 층상 상의 일부분이 직경 5 마이크로미터 이하, 바람직하게는 2 마이크로미터 이하인 작은 소포의 형태로 존재하기 때문에 물리적인 안정성이 발생하는 것으로 생각된다. 그러나, 이유를 막론하고, 본 발명의 조성물을 전술한 바와 같이(성분들의 적절한 선택) 제조한 경우, 이는 앞서 정의한 바와 같이 DSC 커브와 안정성에 반영된다.

본 발명에 적합한 액상 결정 개질제는 분자량이 600 g/몰미만, 바람직하게는 400 g/몰 미만인 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올 및 탄화수소 오일이며, 그 총 함량은 한 실시양태에 의하면 액상 세정제 조성물의 0.5 내지 14 중량%, 또는 제 2 실시양태에 의하면 (원료 제품에 10%의 지방산이 이미 존재할 경우) 전술한 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총량에 따라서 액상 세정제 조성물의 0 내지 10%일 수 있다. 제 1 실시양태의 경우에, 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 조성물에 함유된 지방산과 지방산 비누는 액상 결정 개질제의 일부분으로 간주된다는 것을 알아야 한다. 액상 결정 개질제의 총 함량은 본 발명의 액상 세정제 조성물중의 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제(제품이 아님)과 합성 보조계면활성제의 총량의 15 중량% 이상, 바람직하게는 20 중량% 이상이어야 한다. 지방 아실 이세티오네이트, 합성 보조계면활성제 및 결정 유도제(알칸올아미드 또는 알킬아민 옥사이드)의 혼합물로부터 작은 계면활성제 액상 결정을 형성하는 유용한 성분들의 예로서는, C₈ 내지 C₂₀ 탄화수소의 직쇄 지방산, 예컨대 카프린산, 라우린 산, 팔미틴산 및 스테아린산; C₈ 내지 C₂₀ 직쇄 지방 알코올; 및 C₉ 내지 C₄₀ 탄화수소, 바람직하게는 C₉ 내지 C₃₀ 직쇄 탄화수소 오일, 더욱 바람직하게는 C₁₀ 내지 C₂₄ 직쇄 탄화수소 오일을 들 수 있다. 분지쇄 지방산 또는 분지쇄 지방 알코올, 예컨대 이소스테아린산 및 이소스테아릴 알코올은 임의 선택 성분이다. 사용할 경우, 이들은 총 액상 결정 개질제(즉, 지방산, 지방 알코올 및 탄화수소 오일)의 30 중량%를 넘지 않도록 제한하는 것이 바람직하고, 20 중량%를 넘지 않는 것이 가장 바람직하다.

수용성/수분산성 중합체

수용성/수분산성 중합체는 본 발명의 액상 조성물에 포함시키는 것이 매우 바람직한 임의 선택 성분이다. 수용성 또는 수분산성 중합체는 분자량이 100,000 돌턴보다 큰 양이온성, 음이온성, 양쪽성 또는 비이온성 중합체일 수 있다. 이러한 중합체들은 사용시와 사용후의 피부 감각적 느낌을 증진시키고, 비누거품의 크림성과 비누거품 안정성을 증진시키며, 액상 세정제 조성물의 점도를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서, 상기 중합체들, 특히 겔 형성 중합체들, 예를 들면 전분 과립, 크산탄 고무, 카르보폴(Carbopol^®), 가교된 알칼리성 가용성 유화 중합체 및 양이온성 구아 고무, 예컨대 재규어(Jaguar^®) C13S가 몇가지 지방 아실 이세티오네이트 및 보조계면활성제 조성물(예를 들면, 지방 아실 이세티오네이트와 코코아미도프로필 베타인을 함께 포함하는 조성물)에 대하여 본 발명의 액상 조성 물중에서 바람직한 계면활성제 액상 결정을 형성하는데 유용한 것으로 밝혀졌다. 이는 상기 겔 형성 중합체의 존재하에서 액상 세정제 조성물의 수성 상중의 유효 계면활성제 농도가 증가하는데 기인하는 것으로 생각된다.

본 발명에 유용한 수용성 또는 수분산성 중합체의 예로서는, 탄수화물 고무, 예컨대 셀룰로오스 고무, 미소결정질 셀룰로오스, 셀룰로오스 겔, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시메틸 또는 카르복시메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 구아 고무, 카라야 고무, 트라가칸트 고무, 아라비아 고무, 아카시아 고무, 한천 고무, 크산탄 고무 및 이들의 혼합물; 젤라틴화 온도가 30 내지 85℃인 개질된 전분 및 개질되지 않은 전분 과립 및 사전 젤라틴화된 저온 수용성 전분; 폴리아크릴레이트; 카르보폴; 알칼리성 수용성 유화 중합체, 예컨대 아컬린(Aculyn) 28, 아컬린 22 또는 카르보폴 아쿠아(Aqua) SF1; 양이온성 중합체, 예컨대 롱푸랑(Rhone Poulenc)에서 상표명 재규어(Jaguar) C13S, 재규어 C14S, 재규어 C17 또는 재규어 C16으로 시판하는 양이온성 구아를 비롯한 개질된 폴리사카라이드; 양이온성 개질된 셀룰로오스, 예컨대 애머콜(Amerchol)에서 시판하는 유케어(UCARE) 중합체 JR30 또는 JR40; 허큘레스(Hercules)에서 시판하는 N-한스(N-Hance) 3000, N-한스 3196, N-한스 GPX 215 또는 N-한스 GPX 196; 합성 양이온성 중합체, 예컨대 날코(Nalco)에서 시판하는 머퀘트(MerQuat) 100, 머퀘트 280, 머퀘트 281 및 머퀘트 550; 양이온성 전분, 예를 들면 스탈리 인코오포레이티드(Staley Inc.)에서 제조하는 스타록(StaLok^®) 100, 200, 300 및 400; 헨켈, 인코오포레이티드(Henkel, Inc.)에서 시판하는 갈락타솔(Galactasol) 800 시리즈의 구아 고무를 주성분으로 하는 양이온성 갈락토만난; 쿠아드로소프트(Quadrosoft) Um-200; 및 폴리쿼터늄(Polyquaternium)-24를 들 수 있다.

개질된 전분 또는 개질되지 않은 전분 과립과 같은 겔 형성 중합체, 크산탄 고무, 카르보폴, 알칼리 가용성 유화 중합체 및 양이온성 구아 고무, 예컨대 재규어 C13S, 및 양이온성 개질된 셀룰로오스, 예컨대 유케어 중합체 JR30 또는 JR40이 본 발명에 특히 바람직하다.

수용성 피부 작용제

수용성 피부 작용제는 본 발명의 액상 조성물에 포함시키는 것이 바람직한 또 다른 임의 선택 성분이다. 여러 가지 수용성 피부 작용제를 사용할 수 있으며, 그 함량은 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%일 수 있다. 이러한 물질로서는 폴리히드록시 알코올, 예컨대 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 판테놀 및 당; 우레아, 알파-히드록시산 및 이의 염, 예컨대 글리콜산 또는 락트산 및 분자량이 20,000 미만인 저분자량 폴리에틸렌 글리콜을 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다. 액상 조성물에 사용하는데 바람직한 수용성 피부 작용제는 글리세롤, 소르비톨 및 프로필렌 글리콜이다.

본 발명의 액상 세정제 조성물은 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 중량%의 작용제를 더 함유할 수 있다.

이러한 성분들의 한 부류는 예를 들면 피부를 보습하고 강화하는데 사용되는 영양 성분들이다. 그 예로서는 하기 (a) 내지 (g)를 들 수 있다:

(a) 비타민, 예컨대 비타민 A 및 E, 및 비타민 알킬 에스테르, 예컨대 비타민 C 알킬 에스테르;

(b) 지질, 예컨대 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르, 라놀린, 크림, 수크로오스 에스테르 및 슈도-세라마이드;

(c) 리포좀 형성 물질, 예컨대 인지질, 및 2개의 긴 탄화수소 사슬을 갖는 적합한 양색성(amphophilic) 분자;

(d) 필수 지방산, 다불포화 지방산, 및 이러한 물질들의 공급원;

(e) 불포화 지방산의 트리글리세라이드, 예컨대 해바라기유, 앵초유, 아보카도유, 아몬드유;

(f) 포화 및 불포화 지방산의 혼합물로부터 형성된 식물성 버터, 예컨대 쉐어(Shea) 버터;

(g) 무기물, 예컨대 아연, 마그네슘 및 철의 공급원.

두번째 부류의 피부 작용제는 피부에 보습감을 제공하는데 사용되는 피부 컨디셔너(conditioner)이다. 적당한 피부 컨디셔너로서는 하기 (a) 내지 (f)를 들 수 있다:

(a) 실리콘 오일, 고무 및 이들의 개질 유도체, 예컨대 직쇄 및 환형 폴리디메틸실록산, 아미노, 알킬 및 알킬아릴 실리콘 오일;

(b) 탄화수소, 예컨대 액상 파라핀, 광유(petrolatum), 바셀린(Vaseline), 미소결정질 왁스, 세레신, 스쿠알렌, 프리스탄, 파라핀 왁스 및 미네랄 오일;

(c) 컨디셔닝 단백질, 예컨대 우유 단백질, 실크 단백질 및 글루텐;

(d) 컨디셔너로 사용될 수 있는 양이온성 중합체, 예컨대 쿼트리소프트(Quatrisoft) LM-200, 폴리쿼터늄-24, 머퀘트 플러스 3330-폴리쿼터늄 30; 및 재규어형 컨디셔너;

(e) 습윤제, 예컨대 글리세롤, 소르비톨 및 우레아;

(f) 연화제, 예를 들면 장쇄 지방산의 에스테르, 예컨대 이소프로필 팔미테이트 및 세틸 락테이트.

피부 작용제의 세번째 유형은 피하 세정제(deep cleansing)이다. 여기서, 이러한 성분들은 세정 직후에 청정감을 증가시키거나 불완전한 세정과 관련된 피부 문제점들에 지속적인 효과를 제공할 수 있는 성분들로서 정의된다. 피하 세정제로서는 하기 (a) 내지 (i)를 들 수 있다:

(a) 항미생물제, 예컨대 2-히드록시-4,2',4'-트리클로로디페닐에테르(DP300), 2,6-디메틸-4-히드록시클로로벤젠(PCMX), 3,4,4'-트리클로로카바닐리드(TCC), 3-트리플루오로메틸-4,4'-디클로로카바닐리드(TFC), 벤조일 퍼옥사이드, 아연 염, 티트리 오일;

(b) 항여드름제, 예컨대 살리실산, 락트산, 글리콜산 및 시트르산, 그리고 벤조일 퍼옥사이드(항미생물제로도 작용함);

(c) 유분 조절제, 예컨대 피지 억제제, 개질제, 예컨대 실리카, 이산화티타늄, 유분 흡수제, 예컨대 마이크로스폰지;

(d) 수렴제, 예를 들면 탄닌, 아연 및 알루미늄 염, 식물 추출물, 예를 들면 녹차 및 위치-헤이즐(하마멜리스)로부터 추출된 추출물;

(e) 세척 및 박리용 입자, 예컨대 폴리에틸렌 미소구, 응집 실리카, 당, 탄갱, 외피, 예컨대 씨앗, 및 호두, 복숭아, 아보카도 및 귀리 외피, 소금;

(f) 냉각제, 예컨대 메탄올 및 그 변형 유도체 및 저급 알코올;

(g) 과일 및 허브 추출물;

(h) 피부 진정제, 예컨대 알로에 베라;

(i) 엣센스 오일, 예컨대 멘타, 자스민, 캠퍼, 화이트 세더, 비터 오렌지 껍질, 라이, 터펜틴, 계피, 베르가모트, 귤, 칼머스, 소나무, 라벤더, 월계수, 정향, 히바, 유칼립터스, 레몬, 취란화속 식물, 백리향, 페퍼민트, 장미, 세이지, 멘톨, 시네올, 수게놀, 시트랄, 시트로넬, 보르네올, 리날로올, 제라노일, 달맞이꽃, 캠퍼, 티몰, 스피란톨, 페넨, 리모넨 및 테르페노이드 오일.

사용 가능한 기타 작용제로서는 항노화성 화합물, 일광차단제 및 미백제를 들 수 있다.

상기 작용제가 오일, 특히 저점도 오일인 경우에, 이것을 사전에 점성화시켜서 그 전달을 용이하게 하는 것이 유리할 수 있다. 이 경우에, 본 명세서에 참고 인용한 헤(He)등에게 허여된 미국 특허 제 5,817,609호에 개시된 바와 같은 유형의 소수성 중합체들을 사용할 수 있다.

본 발명의 최종 액상 세정제 조성물은 25℃에서, 바람직하게는 10℃, 25℃ 및 40℃에서, 5.5 내지 8.0의 pH하에, 바람직하게는 6.0 내지 7.5의 pH하에 후술하는 점도 측정용 방법을 사용하여 레오메트릭 사이언티픽 SR5 유동계(Rheometric Scientific SR5 Rheolmeter)에 의해 0.01 rps에서 측정하였을 때, 150 Pas를 넘는 점도, 바람직하게는 250 Pas를 넘는 점도를 가져야 한다. 본 발명의 액상 세정제 조성물은 DSC 실험에서 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피 영역에서 전이 엔탈피의 50%를 넘는 양이 5 내지 35℃ 범위에서, 바람직하게는 5 내지 30℃ 범위에서 일어나는 써말 트레이스를 가져야 한다.

또한, 본 발명의 조성물은 실온 및 40℃에서 2주 이상의 기간동안 물리적으로 상 안정성을 가져야 한다.

기타 임의 선택 성분들

또한, 본 발명의 조성물은 다음과 같은 임의 선택 성분들을 0 내지 15 중량% 함유할 수 있다:

향료; 킬레이트제, 예컨대 테트라소듐 에틸렌디아민테트라아세테이트(EDTA), EHDP 또는 혼합물 0.01 내지 1%, 바람직하게는 0.01 내지 0.05%; 및 착색제, 불투명화제 및 진주광택제, 예컨대 스테아르산아연, 스테아르산마그네슘, TiO₂, EGMS(에틸렌 글리콜 모노스테아레이트) 또는 라이트론(Lytron) 621(스티렌/아크릴레이트 공중합체); 이들은 모두 제품의 외관 또는 화장품 특성을 증진시키는데 유용하다.

본 발명의 조성물은 항미생물제, 예컨대 2-히드록시-4,3',4'-트리클로로디페닐 에테르(DP300); 방부제, 예컨대 디메틸올디메틸히단토인(글라이던트(Glydant) XL 1000), 파라벤, 소르빈산 등을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 코코넛 아실 모노에탄올 또는 디에탄올아미드를 거품 상승제로서 더 포함할 수 있으며, 강한 이온화성 염류, 예컨대 염화나트륨과 황산나트륨을 사용하는 것도 유리할 수 있다.

항산화제, 예컨대 부틸화 히드록시톨루엔(BHT)를 필요에 따라 약 0.01% 이상의 양으로 사용하는 것이 유리할 수 있다.

컨디셔너로서 사용 가능한 양이온성 중합체의 예로서는, 쿼트리소프트 LM-200, 폴리쿼터늄-24, 머퀘트 플러스 3330-폴리쿼터늄 30; 및 재규어형 컨디셔너를 들 수 있다.

컨디셔너로서 사용될 수 있는 폴리에틸렌 글리콜로서는 다음과 같은 것들을 들 수 있다:

폴리옥스(polyox) WSR-25 PEG 14M,

폴리옥스 WSR-N-60K PEG 45M, 또는

폴리옥스 WSR-N-750 PEG 7M.

본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 또 다른 성분으로서는 박리제, 예컨대 폴리옥시에틸렌 비이드, 호두껍질 및 살구씨를 들 수 있다.

실시예 및 절차

시차 주사 열량분석(DSC)의 방법

샘플을 기밀 처리된 알루미늄 팬에 평량해 넣고 TA 인스트루먼츠로부터 입수한 2920 MDSC 기계에 25℃에서 장착시켰다. 계면활성제 액상 결정 전이 온도와 물 용융 피이크(일반적으로 이 피이크는 -10 내지 25℃ 범위에서 변화함)의 간섭에 따 라서, 두 가지 절차를 DSC 측정에 사용하였다. 모든 액상 조성물을 먼저 다음과 같은 제 1 절차를 사용해서 측정하였다. 샘플을 이소트랙(Iso-track)에서 2분동안 -35℃의 온도로 평형을 이루게 한 후에, 10℃/분의 비율로 60℃까지 가열하였다. TA 인스트루먼츠의 표준 소프트웨어를 사용해서 전이 엔탈피를 평가하였다. 표 1에 제시한 본 발명의 실시예 2를 사용해서 측정한 전형적인 DSC 커브를 도 1에 도시하였다. 하기 표 3의 실시예 27에 대해 도 2에 도시된 바와 같이 5 내지 35℃ 사이의 액상 조성물의 전이 온도에 의해서 물 용융 피이크가 간섭된 경우에, 제 2의 DSC 방법을 사용해서 측정하여야 한다. 제 2 DSC 절차에서는, 액상 조성물을 이소트랙에서 2분 동안 1.5℃의 온도로 평형을 이루게 한 후에, 5℃/분의 비율로 60℃까지 가열하였다. 제 2 절차를 사용해서 측정한 실시예 27의 DSC 커브를 도 3에 나타내었다.

점도 측정 방법

점도는 레오메트릭 사이언티픽에서 구입한 SR-5 유동계 또는 TA 인스트루먼츠에서 구입한 AR-G2 유동계를 사용해서 측정하였다. 세정제의 점도를 측정하기 위한 각 유동계의 절차 및 설비 요건을 이하에 설명하였다:

기기: 레오메트릭 사이언티픽에서 구입한 SR-5

형태: 원추 및 판형

직경: 25 mm

원추 각도: 5.69°

간격: 0.056 mm

실험 조건:

테스트 유형: 불변 속도 조사형(steady rate sweep)

전단 속도 경사율: 0.01 내지 100(로그 모드, 10개당 5개점)

측정 시간: 20초

온도: 다양한 온도(10℃/25℃/40℃)

절차:

샘플 약 0.5 g을 평판상에 주입하였다. 원추를 0.1 mm 간격으로 낮추고 과량의 샘플을 플라스틱 주걱을 사용해서 제거하였다. 간격을 0.056 mm로 줄이고 테스트를 시작하였다. 전단 속도 대비 점도를 그래프로 나타내었다.

대체 기기: TA 인스트루먼츠에서 구입한 AR-G2

형태: 원추 및 판형

직경: 40 mm

원추 각도: 2°

간격: 0.061 mm

실험 조건:

테스트 유형: 불변 속도 조사형(steady rate sweep)

전단 속도 경사율: 0.01 내지 100(로그 모드, 10개당 5개점)

측정 시간: 40초

온도: 다양한 온도(10℃/25℃/40℃)

절차:

샘플 약 0.5 g을 평판상에 주입하였다. 원추를 0.1 mm 간격으로 낮추고 과량의 샘플을 플라스틱 주걱을 사용해서 제거하였다. 간격을 0.061 mm로 줄이고 테스트를 시작하였다. 전단 속도 대비 점도를 그래프로 나타내었다.

본 발명의 조성물의 실시예들을 이하에 제시한다.

실시예 1 내지 12

실시예 1 내지 12는 향료와 글라이던트 플러스(glydant plus)를 제외한 모든 성분들을 70 내지 75℃에서 15 내지 30분 동안, DEFI, 라우린산, ASAD(지방산 혼합물)및 코코모노에탄올아미드, CMEA(액상 결정 유도제)와 같은 모든 고형 성분들이 용해되어 균일한 혼합물을 형성할 때까지 혼합시킴으로써 제조하였다. 상기 액체를 가열하는 동안 액체에 NaOH 0.2 내지 0.4 중량%를 첨가하여 액상 조성물중의 지방산 일부를 중화시켰다. 상기 액체를 40℃ 미만으로 냉각시킨 후에 향료와 글라이던트 플러스(히단토인 방부제)를 첨가하였다. 상기 액체의 pH를 30% 시트르산 또는 25% NaOH 용액을 사용해서 6.7 내지 7.1로 조정하였다. 샘플을 실온 및 40℃에서 4주 이상 동안 저장하였다. 모든 샘플은 4주 이상의 기간동안 저장한 후에도 가시적인 물리적 분리 현상을 일으키는 일 없이 안정하였다.

DEFI와 도브는 둘다 유니레버(Unilever)에서 제조하는 지방 아실 이세티오네이트 제품이다. DEFI는 C8 내지 C18 지방 아실 이세티오네이트 65-80 중량% 및 탄소 원자 수 8 내지 18인 유리 지방산 15-30 중량%를 함유한다. 도브는 DEFI 65-75 중량%와 장쇄 지방산(C16 내지 C18) 및 지방산 비누 15-25 중량%를 혼합시킴으로써 제조하였다. 코코이세 75%(예: 후앙강 용안 데일리 케미컬 컴패니)는 나트륨 코코일 이세티오네이트 70 내지 76 중량%와 유리된 코코일 지방산 13 내지 20 중량%의 혼합물이다. 바스프로부터 구입한 조다폰(Jodapon^®) CI는 84 중량% 초과의 나트륨 코코일 이세티오네이트 및 8 중량% 미만의 유리된 코코일 지방산을 함유한다. 이러한 실시예들은 본 발명이 다양한 조성의 지방 아실 이세티오네이트류를 확고하게 안정화시키며(즉, 액상 결정 유도제 및 액상 결정 개질제와 함께 사용할 경우, 조성물은 지방산 함량 및/또는 지방 아실기의 사슬 길이에 무관하게 4주 이상의 기간 동안 고온 및 저온에서 모두 안정함), 여러 가지 보조계면활성제(예: 암포아세테이트, 설포숙시네이트)에 유용함을 시사한다.

하기 표 2에 나타낸 조성을 사용하여 코코아미도프로필 베타인을 보조계면활성제로 사용한 8가지 비교예를 비교용으로 제조하였다. 모든 비교예들은 실시예 1 내지 12와 동일한 방식으로 제조하였다. 액상 조성물을 안정화시키는데 필요한 필수 성분들중 하나가 없기 때문에 이러한 샘플들중 40℃ 및 실온 저장 조건에서 안정한 것은 하나도 없었다. 구체적으로 예를 들면, 비교예 A, B 및 C는 CMEA를 함유하지 않는다(액상 결정 유도제; 조성물의 계면활성제 상이 불충분하게 액상 결정 형태로 존재할 경우에만 개질제가 작용하기 때문에 액상 결정 유도제가 필요한 것으로 생각됨). 비교예 D는 안정한 계면활성제 액체 상을 형성하는데 필요한 충분한 양의 유리 지방산 또는 기타 개질제를 함유하지 않는데, 아마도 그 이유는 액상 결정이 불안정하게 큰 도메인 크기를 갖기 때문인 것으로 추측된다. 비교예 E는 보조계면활성제를 함유하지 않는다(보조계면활성제는 액상 결정 형성을 도모하는데 필요한 것으로 생각됨). 비교예 F는 탄화수소 오일, 예를 들면 광유를 함유하지 않는다. 또한, 특정한 이론을 고수하려는 의도는 아니지만, 탄화수소 오일의 부재는 작은 입자 도메인의 형성을 방해하여 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 비교예 G 및 H는 조성물에 필요한 모든 필수 성분들을 함유한다. 그러나, 액체에 사용된 CMEA 또는 라우린산의 양이 그 물리적 안정성을 유지시키는데는 충분하지 못하다(마찬가지로, 특정한 이론을 고수하려는 의도는 아니지만, 액상 결정 상을 유도하는데 충분하지 않고/않거나 액상 결정 상을 유도하는데 충분하더라도 적절한 도메인 크기를 형성하는데 충분하지 않음). 비교예 G 및 H의 안정성은 표 1의 실시에 1, 2 및 3에 나타낸 바와 같이 CMEA 및/또는 라우린산의 양을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.

일반적으로 본 발명의 안정한 액상 조성물을 형성하기 위한 CMEA와 같은 알칸올아미드, 또는 탄화수소 오일의 양은 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 조합에도 좌우된다. 이러한 예가 하기 표 4의 실시예 22 내지 31에 예시되어 있다.

실시예 13 내지 21: 다양한 수용성 중합체 및 피부 작용제를 사용한 액상 조성물

실시예 18을 제외한 본 발명의 실시예 13 내지 21은 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법을 사용해서 제조하였다. 실시예 18은 액체를 30℃ 미만으로 냉각시킨 후에 광유를 액상 조성물에 첨가함으로써 제조하였으며, 저속으로 혼합하여 액상중에서 큰(500 ㎛ 초과) 광유 액체입자를 형성하였다. 이어서, 샘플을 60 메쉬 스크린에 1회 통과시켜서 크기가 20 내지 800 ㎛ 범위인 광유 액체입자를 제조하였다. 미네랄 오일 또는 광유와 같은 탄화수소 오일을 함유하지 않은 비교예 I 및 J를 제외한 모든 샘플은 4주 이상의 기간 동안 실온 및 40℃에서 모두 안정하였다. 상기 두 가지 비교예의 안정성은 실시예 20 및 21에 나타낸 바와 같이 액상 조성물내로 소량의 탄화수소 오일을 첨가하거나(안정성의 감도는 액상 결정 상의 도메인 크기에 영향을 미치는 것으로 생각되는 액상 결정 개질제를 단 1%만 더 첨가하면 조성물이 불안정한 상태에서 안정한 상태로 전환될 수 있다는 사실에 의해 확인할 수 있음); 또는 액상 조성물내의 수용성/수분산성 중합체의 양을 증가시킴으로써 달성될 수 있다.

다양한 유형의 수용성 또는 수팽윤성 중합체를 사용하여 실시예 13 내지 16을 제조하였다. 재규어 C13S는 로디아(Rhodia)와 같은 양이온성 셀룰로오스이고, 메토셀 40-101은 다우에서 시판하는 히드록시메틸셀룰로오스이며, 워터락 A18은 그레인 프로세싱에서 시판하는 개질 전분 초흡수성 중합체이고, ETD 2020은 노베온에서 시판하는 가교된 폴리아크릴산이다. 이와 같은 수용성/수분산성 중합체들은 모두 본 발명의 액상 조성물과의 상용성이 매우 우수하다. 실시예 17 및 18은 본 발명의 액상 조성물이 고농도의 습윤제, 예컨대 30% 글리세린 또는 고농도의 연화 오일, 예컨대 광유를 함유함으로써 세정후 부드럽고 매끈한 피부 보습 효과를 제공할 수 있음을 보여준다.

실시예 22 내지 31

본 발명의 실시예 22 내지 31을 실시예 1에 기재된 것과 동일한 방법을 사용해서 제조하여, 본 발명의 액상 세정제 조성물을 다양한 합성 계면활성제(실시예 22,23), 고농도의 직쇄 지방산(총 지방 아실 이세티오네이트 및 합성 보조계면활성제 51%, 실시예 24, 25 및 26), 또는 지방 아실 이세티오네이트류 혼합물(실시예 29)을 사용해서 제조할 수 있음을 입증하였다. 실시예 22, 28은, 액상 결정 개질제로서 지방산만을 단독으로 사용해도 본 발명의 액상 조성물이 안정화될 수 있다는 것을 보여주기 위해 제조한 것이다. 본 발명의 액상 조성물은 실시예 23, 30 및 31에 나타낸 바와 같이 수용성 또는 수분산성 중합체를 사용하지 않고도 제조할 수 있다.

Claims

(a) 지방 아실 이세티오네이트 1 내지 30 중량%;

(b) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터 이온성 합성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 보조계면활성제 1 내지 30 중량%;

(c) 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드 0.5 내지 10 중량%(여기서 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양은 상기 성분 (a)와 (b)의 총 중량의 10 중량%를 초과함);

(d) 직쇄 지방산, 또는 직쇄 지방산과 직쇄 지방 알코올 및/또는 지방족 탄화수소 오일의 혼합물 0.5 내지 14 중량%(여기서 상기 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올 및 지방족 탄화수소 오일의 총량은 지방 아실 이세티오네이트 (a)와 합성 보조계면활성제 (b)의 합계 중량의 10 중량% 이상의 양으로 사용됨)

를 포함하며;

광학 현미경 또는 X선 회절법을 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 액상 결정질 상을 함유하고;

최종 조성물이 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위내에서 일어나는 써말 트레이스(thermal trace)를 가지며;

40℃에서 2주 이상의 기간동안 안정한, 개인용 액상 세정제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물을 제조하는 방법에 사용된 지방 아실 이세티오네이트 제품이 지방 아실 이세티오네이트 60-95%와 유리 지방산 35-3%의 혼합물을 포함하는 것인 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양이, 제 1항에서 정의한 성분 (a)와 (b)인 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총 합계량의 15 중량% 이상인 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양이, 제 1항에서 정의한 성분 (a)와 (b)인 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총 합계량의 20 중량% 이상인 조성물.
제 1 항에 있어서, 연화제 1 내지 50%를 더 포함하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 지방족 탄화수소 오일이 사슬 길이가 C₉ 내지 C₃₀인 직쇄 탄화수소인 조성물.
제 1 항에 있어서, 수용성 및/또는 수분산성 중합체가 전분 과립, 크산탄 고 무, 카르보폴, 가교된 가용성 유화 중합체, 양이온성 구아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 중합체인 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 써말 트레이스 및 안정성이, 충분한 성분 (c) 및 (d)를 첨가하여 크기가 5 마이크로미터 미만인 충분한 액상 결정질 소포들의 형성을 유도한다는 사실을 확증하는 것인 조성물.
하기 화합물 (a) 내지 (d)를 배합하는 것을 포함하는, 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제를 사용한 안정한 액상 조성물의 제조 방법:

(a) 지방 아실 이세티오네이트 1 내지 30 중량% (여기서, 상기 액상 조성물을 제조하는데 사용된 이세티오네이트 계면활성제 제품은 지방 아실 이세티오네이트 45-95%와 유리 지방산 40-0%를 포함함);

(b) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터 이온성 합성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 보조계면활성제 1 내지 30%;

(c) 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드 0.5 내지 10 중량%(여기서 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양은 10 중량%를 초과함);

(d) 직쇄 지방산, 또는 직쇄 지방산과 직쇄 지방 알코올 및/또는 지방족 탄화수소의 혼합물 및 이들의 혼합물 0.5 내지 14 중량%

(여기서, 상기 액상 세정제 조성물은 광학 현미경 또는 X선 회절법을 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 액상 결정질 상으로 존재하는 부분을 함유하고;

상기 액상 세정제 조성물은 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위내에서 일어나는 써말 트레이스를 가지며;

상기 조성물은 40℃에서 2주 이상의 기간동안 안정함).
하기 성분들을 혼합하는 것을 포함하는, 광범위한 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제들의 선택을 포함하는 개인용 액상 세정제 조성물에 안정성을 제공하는 방법:

(a) 지방 아실 이세티오네이트 1 내지 30 중량%;

(b) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터 이온성 합성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 보조계면활성제 1 내지 30 중량%;

(c) 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드 0.5 내지 10 중량%(여기서 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양은 상기 성분 (a)와 (b)의 총 중량의 10 중량%를 초과함);

(d) 직쇄 지방산, 또는 직쇄 지방산과 직쇄 지방 알코올 및/또는 지방족 탄화수소 오일의 혼합물 0.5 내지 14 중량%(상기 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올 및 지방족 탄화수소 오일의 총량은 지방 아실 이세티오네이트 (a)와 합성 보조계면활 성제 (b)의 합계량의 10% 이상의 양으로 사용됨),

(여기서, 상기 액상 세정제 조성물은 광학 현미경 또는 X선 회절법을 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 액상 결정질 상으로 존재하는 부분을 함유하고;

최종 조성물은 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위내에서 일어나는 써말 트레이스를 가지며;

상기 조성물은 40℃에서 2주 이상의 기간동안 안정함).
(a) 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품 1 내지 50 중량%(상기 계면활성제 제품은 알칼리 금속 지방산 이세티오네이트 약 30 내지 90% 및 유리 지방산 및/또는 지방산 염 약 10 내지 55%를 포함함);

(b) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터 이온성 합성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 보조계면활성제 1 내지 30 중량%;

(c) 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드 0.5 내지 10 중량%(여기서 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양은 상기 성분 (a)인 지방 아실 이세티오네이트와 상기 성분 (b)인 보조계면활성제의 총 중량의 10 중량%를 초과함);

(d) 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올 또는 지방족 탄화수소 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 분자 0 내지 10 중량%(상기 성분 (a)의 지방산 /지방산 비누를 포함하는 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올 및 지방족 탄화수소 오일의 총량은 지방 아실 이세티오네이트 (a)와 합성 보조계면활성제 (b)의 합계량의 10% 이상의 양으로 사용됨)

을 포함하며,

광학 현미경 또는 X선 회절법을 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 액상 결정질 상으로 존재하는 부분을 함유하고;

최종 조성물이 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위내에서 일어나는 써말 트레이스를 가지며;

40℃에서 2주 이상의 기간동안 안정한, 개인용 액상 세정제 조성물.
제 11 항에 있어서, 상기 조성물을 제조하는 방법에 사용된 지방 아실 이세티오네이트 제품이 지방 아실 이세티오네이트 50-85%와 유리 지방산 15-50%의 혼합물을 포함하는 것인 조성물.
제 11 항에 있어서, 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양이, 제 11항에서 정의한 성분 (a)와 (b)인 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총 합계량의 15 중량% 이상인 조성물.
제 11 항에 있어서, 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양이, 제 11항에서 정의한 성분 (a)와 (b)인 지방 아실 이세티오네이트와 합성 보조계면활성제의 총 합계량의 20 중량% 이상인 조성물.
제 11 항에 있어서, 연화제 1 내지 50%를 더 포함하는 조성물.
제 11 항에 있어서, 상기 지방족 탄화수소 오일이 사슬 길이가 C₉ 내지 C₃₀인 직쇄 탄화수소인 조성물.
제 11 항에 있어서, 상기 수용성 및/또는 수분산성 중합체가 전분 과립, 크산탄 고무, 카르보폴, 가교된 가용성 유화 중합체, 양이온성 구아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 것인 조성물.
제 11 항에 있어서, 상기 써말 트레이스 및 안정성이, 충분한 성분 (c) 및 (d)를 첨가하여 크기가 5 마이크로미터 미만인 충분한 액상 결정질 소포들의 형성을 유도한다는 사실을 확증하는 것인 조성물.
하기 화합물 (a) 내지 (d)를 배합하는 것을 포함하는, 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제를 사용한 안정한 액상 조성물의 제조 방법:

(a) 지방 아실 이세티오네이트 계면활성제 제품 1 내지 50 중량%(상기 계면 활성제 제품은 알칼리 금속 지방산 이세티오네이트 약 30 내지 90% 및 유리 지방산 및/또는 지방산 염 약 10 내지 55%를 포함함);

(b) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 쯔비터 이온성 합성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 보조계면활성제 1 내지 30 중량%;

(c) 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드 0.5 내지 10 중량%(여기서 상기 알칸올아미드 및/또는 알킬아민옥사이드의 양은 상기 성분 (a)와 보조계면활성제인 성분(b)의 총 중량의 10 중량%를 초과함);

(d) 직쇄 지방산, 직쇄 지방 알코올, 지방족 탄화수소 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 분자 0 내지 10 중량%,

(여기서, 상기 액상 세정제 조성물은 광학 현미경 또는 X선 회절법을 통해 관찰한 특성 패턴에 의해 확인하였을 때 액상 결정질 상으로 존재하는 부분을 함유하고;

상기 세정제 조성물은 시차 주사 열량분석(DSC) 실험에서, 5 내지 60℃ 사이의 전이 엔탈피의 50%를 초과하는 양이 5 내지 35℃ 범위내에서 일어나는 써말 트레이스를 가지며;

상기 조성물은 40℃에서 2주 이상의 기간동안 안정함).