KR20110102459A - 수중 실리콘 오일 에멀젼 - Google Patents

수중 실리콘 오일 에멀젼 Download PDF

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타티아나 디미트로바
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다우 코닝 코포레이션
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Abstract

3 내지 90부피%의 실리콘 오일 상을 포함하는 수중 실리콘 오일 에멀젼으로서, 상기 에멀젼은, 상기 에멀젼의 0.25 내지 20중량%로 존재하는 단백질 및/또는 펩타이드에 의해 안정화됨을 특징으로 한다. 상기 에멀젼은 단백질 또는 펩타이드의 중량을 기준으로 하여 25중량% 미만 및 바람직하게는 0중량%의 비-중합성 양쪽성 계면활성제를 함유한다. 상기 에멀젼의 제조 방법이 또한 기술된다.

Description

수중 실리콘 오일 에멀젼{SILICONE OIL-IN-WATER EMULSIONS}
관련 출원의 상호 참조
없음
본 발명은 연속 수성 상 중에 분산된 실리콘 오일의 소적을 포함하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼에 관한 것이다. 상기 에멀젼은 실리콘의 유익함을 갖는 제품을 개선시키기 위해 많은 제품에 사용되고 있다. 예를 들어, 실리콘(유기폴리실록산)은 모발의 광택 및 건강한 외관을 향상시키기 위해 다수의 모발 샴푸 및 기타 모발 관리 제품 중에 함유되며, 이는 또한 피부의 부드러운 촉감을 향상시키기 위해 샤워 젤과 같은 피부 관리 제품 중에 함유된다. 실리콘은 또한 직물에 유연한 촉감을 부여하도록 헹굼 단계에서 사용되는 직물 유연제와 같은 세탁 제품 중에 함유된다.
수중 실리콘 오일 에멀젼은 이 에멀젼을 안정화시키도록, 즉 실리콘 오일의 소적이 연속 오일 상 내로 유착되는 것을 방지하기 위해 첨가제를 필요로 한다. 사용된 상기 첨가제는 계면활성제, 즉 소수성 부분 및 친수성 부분을 포함하는 양쪽성 분자이다. 계면활성제는 일반적으로 비중합성이며 이는 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양쪽성일 수 있다. 수중 실리콘 오일 에멀젼에 적합한 상기 계면활성제의 예는 다수의 공개된 특허, 예를 들어 WO-02/42360 A2에 제시되어 있다.
그러나 일반적인 양쪽성 계면활성제가 문제를 일으킬 수 있는 몇몇의 제품이 있다. 구체적으로, 점점 더 많은 최종 사용자에서 알레르기가 발병되고 있어서 잠재적으로 자극적이며 잠재적으로 민감성인 분자를 함유하지 않는 제품이 필요하다. 이는 특히 베이비 물티슈 또는 베이비 샴푸와 같은 유아를 위해 고안된 제조물에 그러하다. 양쪽성 계면활성제는 또한 하수에서(in sewage) 처리되는 경우에 다량의 거품을 발생시킬 수 있고, 수생 생물(aquatic life)에 대해 친화적이지 않다. 식품 및 화장품과 같은 몇몇의 응용예에서, 계면활성제의 제형 자유도(formulation freedom) 및 선택은 법안에 의해 제한되고 있다.
GB 1154256호에는 탈지 우유 분말의 수용액 중에 액체 알킬폴리실록산을 포함하는 에멀젼으로부터 제조되는 정제화가능한 알킬폴리실록산 조성물이 기재되어 있다.
JP 58-063750호에는 단백질, 단백질 가수분해물, 및 하나 이상의 비중합성 양쪽성 계면활성제(들)에 의해 안정화된 수 중 폴리디메틸실록산 에멀젼이 기재되어 있다. 상기 수 상은 모든 경우에 폴리히드록시 화합물을 함유한다. 그러나, 계면활성제가 더욱 표면 활성화됨에 따라, 이들은 우선적으로 계면 상에서 흡수될 것이며 이를테면 계면으로부터 단백질을 이탈시키는 경향이 있을 것이다. 단백질이 안정화제로 단독으로 사용되고 수 상이 폴리히드록시 화합물(예를 들어 프로필렌 글리콜, 소르비톨 또는 글루코스)을 함유하는 경우에, 상기 폴리히드록시 화합물은 단백질(중합체)에 대해 용매 성질을 변형시켜 에멀젼 형성을 촉진시킬 것으로 예상된다. 예를 들어, 프로필렌 글리콜의 경우에, 프로필렌 글리콜의 표면 장력은 실온에서 약 40 mN/m인 반면, 물의 표면 장력은 72 mN/m이다. 프로필렌 글리콜의 표면 장력이 더욱 낮으면 에멀젼화가 촉진되는 것으로 생각된다.
개요
3 내지 90부피%의 실리콘 오일 상을 포함하는 수중 실리콘 오일 에멀젼으로서, 상기 에멀젼은, 상기 에멀젼의 0.25 내지 20중량%로 존재하는 단백질 및/또는 펩타이드에 의해 안정화되며 단백질 또는 펩타이드의 중량을 기준으로 하여 25중량% 미만의 비중합성 양쪽성 계면활성제를 함유함을 특징으로 한다.
상기 에멀젼의 제조 방법에서, 실리콘 오일 및 단백질 또는 펩타이드는 고전단력 하에서 기계적으로 혼합된다.
실리콘 오일 상은 일반적으로 유동성의 유기폴리실록산 조성물을 포함한다. 상기 유동성 유기폴리실록산 조성물은, 예를 들어 적어도 1 또는 5에서 1000000 센티스토크(centistoke) 까지 또는 심지어는 20000000 센티스토크 까지(1 또는 5 mm2/sec에서 1 또는 심지어는 20 m2/sec 까지)의 벌크 점도를 가질 수 있다. 상기 유동성 유기폴리실록산은 예를 들어 점도 100 내지 60000 센티스토크의 실질적으로 선형의 폴리디유기실록산, 예컨대 폴리디메틸실록산일 수 있으며, 분지형 및/또는 고리형 폴리실록산이 또한 에멀젼화될 수 있다. 상기 유기폴리실록산 유체는 비-반응성 유체, 예를 들어 트리메틸실옥시 단위로 마무리된(tipped) 선형 폴리디메틸실록산일 수 있거나, 반응성 기를 갖는 유기폴리실록산 유체일 수 있다.
실리콘 오일 상은 둘 또는 그 초과의 유기폴리실록산의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 오일 상은 저 점도 유기폴리실록산 유체 중의 고체 유기폴리실록산 검 또는 수지의 용액, 또는 고 점성 유기폴리실록산 검의 용액일 수 있다. 유기폴리실록산 검은 예를 들어 1000 cm2/s 초과 또는 심지어는 100000 cm2/s 초과의 점도를 지닐 수 있다. 상기 저 점도 유기폴리실록산 유체는 예를 들어 1 내지 1000 센티스토크(1 내지 1000 mm2/s) 범위 내의 점도를 지닐 수 있다. 저 점도 유기폴리실록산 유체는 고리형 폴리디유기실록산, 예컨대 데카메틸시클로펜타실록산 및/또는 선형 폴리디유기실록산, 예컨대 트리메틸실옥시 단위체로 마무리된 선형의 폴리디메틸실록산일 수 있다.
반응성 유기폴리실록산 유체는 히드록실(SiOH 또는 알콜 기), 아미노, 비닐 또는 Si-H 기와 같은 반응성 기를 함유할 수 있다. 유기폴리실록산 유체는 예를 들어 실라놀-종결된 폴리디메틸실록산일 수 있다. 반응성 유기폴리실록산 유체는 비-반응성 유기폴리실록산 유체와 혼합될 수 있다. 아미노-작용성 유기폴리실록산은 아미노 작용성 유기폴리실록산의 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 30% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상의 비-반응성 유기폴리실록산 유체, 예컨대 트리메틸실옥시 단위체로 마무리된 선형 폴리디메틸실록산과 혼합된다.
실리콘 오일 상은 일반적으로 에멀젼의 3부피% 이상으로 존재하며 대개는 실리콘 에멀젼의 효율적인 분배가 가능하도록 10 또는 20부피% 이상으로 존재한다. 실리콘 오일 상은 에멀젼의 90부피%까지, 더욱 일반적으로는 85부피% 또는 86부피%까지를 형성할 수 있다. 개인 관리 제품 내로의 용이한 혼입을 위해 바람직한 에멀젼은 25 내지 65부피%의 실리콘 오일 상, 예를 들어 45 내지 55부피%의 실리콘 오일 상을 함유할 수 있다.
본 발명자들은 광범위한 단백질 및 펩타이드가 수중 실리콘 오일 에멀젼을 안정화시키는데 효과적임을 발견하였다. 상기 단백질은 예를 들어 우유로부터 유래한 단백질, 예컨대 카제인 또는 유장(whey) 단백질일 수 있다. 식물성 단백질, 특히 곡물 단백질, 예컨대 밀 단백질(글루텐)이 또한 효과적인 것으로 확인되었다. 아몬드와 같은 견과류 또는 다른 콩류로부터 유래한 단백질, 또는 대두 단백질이 또한 효과적일 수 있다. 단백질은 염과 같은 유도체의 형태일 수 있는데, 예를 들어 카제인은 나트륨 카제이네이트의 형태로 존재할 수 있다. 적합한 나트륨 카제이네이트는 상표명 "락탈리스(Lactalis)"로 판매되고 있다. 단백질은 부분적으로 가수분해될 수 있다. 우유 단백질은 가수분해없이 매우 효과적인 에멀젼 안정화제이지만, 식물성 단백질은 부분적으로 가수분해된 형태에서 더욱 효과적일 수 있다. 그러한 가수분해된 단백질의 예로는 테이트 앤드 라일(Tate & Lyle)에 의해 상표명 "메리프로(Meripro) 705" 및 "메리프로 711"로 판매되는 부분적으로 가수분해된 글루텐 제품, 및 코그니스(Cognis)에 의해 상표명 "글루아딘 아몬드(Gluadin Almond)"로 판매되는 아몬드 추출된 단백질 가수분해물이 있다.
모든 단백질 및 펩타이드가 수중 실리콘 오일 에멀젼을 안정화시키는데 효과적인 것은 아니다. 천연적인 기능이 구조 단백질인 단백질, 예컨대 모발 및 양모의 주 구조 단백질인 케라틴은 일반적으로 실리콘을 에멀젼화시키는데 효과적이지 않다. 천연 에멀젼으로부터의 단백질, 예컨대 우유 단백질과 마찬가지로 단백질이 아닌 셀룰로오스가 주요한 천연 구조 물질인 식물로부터 유래한 식물 단백질은 대개 실리콘을 에멀젼화시키지 않는다. 단백질 후보물질의 유효성은, 동일한 양의 디메티콘 및 단백질의 2% 수용액을 고 전단력 혼합기 중에서 혼합시키고 에멀젼이 형성되는지 또는 디메티콘이 혼합 후에 수성 상으로부터 분리되는지를 확인함으로써 시험될 수 있다. 에멀젼의 안정성 및 입도에서의 개선이 아마도 물질의 비율을 변화시키거나 더욱 정교한 에멀젼화 장치를 사용함으로써 이루어질 수 있다 하더라도, 에멀젼이 형성되고 평균 입도 및 분포의 90%(90th percentile of the distribution)가 적어도 2주 동안 유지되면 그 단백질은 효과적이다.
심지어 실리콘을 에멀젼화시키는데 효과적인 단백질은 시간 경과에 따라 에멀젼의 안정화도에서 달라질 수 있다. 예를 들어, 밀 단백질 가수분해물인 "메리프로 705", 및 더욱 광범위하게 가수분해된 "메리프로 711" 둘 모두는 실리콘을 에멀젼화시키지만, "메리프로 705"를 사용하여 형성된 에멀젼이 장기간 저장에 대해 더욱 안정하다. "메리프로 705"를 사용하여 형성된 에멀젼이 또한 "글루아딘 아몬드"를 사용하여 형성된 에멀젼보다 장기간 저장에 대해 더욱 안정하다. 카제인과 같은 우유 단백질을 사용하여 형성된, 오일 중 실리콘 형 에멀젼(silicone-in-oil emulsion)은 일반적으로 양호한 장기간 안정성을 갖는다.
단백질의 혼합물, 예를 들어 식물성 단백질 또는 부분적으로 가수분해된 식물성 단백질과, 우유 단백질과 같은 다양한 공급원으로부터의 단백질의 혼합물이 에멀젼을 안정화시키는데 사용될 수 있다.
에멀젼 내 단백질의 양은 에멀젼의 안정화를 이루기 위해 일반적으로 에멀젼의 0.25중량% 이상이며, 바람직하게는 0.5 또는 0.75중량% 이상이다. 에멀젼 내 단백질의 양은 에멀젼의 20중량%까지일 수 있으며, 10 내지 20%의 단백질 농도는 최저 입도의 에멀젼이 얻어지게 할 수 있지만, 0.5 내지 7%, 특히 0.75 내지 2.5%의 단백질 농도가 일반적으로 바람직하며 1 내지 30 ㎛ 범위 내의 중위 입도에서 수중 실리콘 오일 에멀젼을 효과적으로 안정화시킨다. 일반적으로 존재하는 안정화제의 누적 양(예를 들어, 중량:중량)은 항상 실리콘 오일의 양보다 적을 것이며, 즉 단백질 또는 펩타이드는 실리콘 오일 상과 동일하거나 그보다 적은 중량으로 에멀젼 중에 존재한다.
본 발명의 에멀젼은 일반적으로 물, 실리콘 오일, 및 단백질 또는 펩타이드를 고 전단력 하에서 혼합시킴으로써 생성될 수 있다. 편리하게는 단백질 또는 펩타이드는 실리콘 오일과 혼합되기 전에 수 중에 용해될 수 있다. 고 전단력의 혼합 장치는 수중 실리콘 오일 에멀젼의 생산에 대해 공지된 장치들 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 수성 단백질 용액 및 실리콘 오일은 회전자 및 고정자 혼합 장치, 예컨대 "울트라 터락스(Ultra Turrax)"(상표명) 중에서 혼합될 수 있다. 추가의 혼합은 필요에 따라 더욱 작은 입도의 에멀젼이 얻어지도록 증가된 전단력이 가해지는 장치 중에서, 예를 들어 균질화기, 특히 2단계 압력 균질화기, 예컨대 라니(Rannie)(상표명) 균질화기, 또는 고압균질기(microfluidizer), 또는 소놀레이터(sonolator)(초음파 혼합기) 중에서 실시될 수 있다.
높은 비율의 실리콘 오일 상, 예를 들어 60% 초과의 실리콘을 함유하는 에멀젼을 제조하는 경우에, 실리콘은 높은 기계적 전단력 하에서 단백질 또는 펩타이드 및 소량의 물과 혼합되어, 낮은 전단 속도에서 매우 높은 점도(낮은 전단 속도에서 실리콘 중합체 단독으로 사용한 경우보다 훨씬 더 큰 점도)을 갖는 비-뉴톤성의 "걸쭉한(thick) 상"을 형성할 수 있다. 이 경우에 고 전단력에 의한 혼합은 걸쭉한 페이스트를 다루도록 설계된 혼합기, 예컨대 치과용 혼합기 중에서 실시된다. 연속적인 혼합 시에, 상기 "걸쭉한 상"은 수중유형 에멀젼으로 전환되며, 이는 필요에 따라 추가의 단백질 또는 펩타이드를 임의적으로 함유하는 추가의 물로 희석될 수 있다.
에멀젼화는 배치식으로(batchwise) 또는 연속적으로 실시될 수 있으며, 예를 들어 수성 단백질 용액 및 실리콘 오일은 WO 02/42360 A2에 기재된 것과 같은 연속 에멀젼화 장치로 공급될 수 있다. 임의의 혼합 장치에서, 혼합 도구는 공기 포획 및 거품 형성을 최소화하기 위해 수성의 실리콘 오일 혼합물 중에 잠기는 것이 바람직하다.
에멀젼화는 0 내지 60℃, 바람직하게는 15 내지 50℃의 온도에서 실시된다. 에멀젼은 고온이 단백질을 변성, 즉 단백질을 비가역적으로 응고시킬 수 있기 때문에 에멀젼의 생산 동안에 60℃가 넘는 온도로는 가열되지 않아야 한다.
에멀젼의 입도는 단백질 에멀젼화제의 양 및 유형, 실리콘 오일의 양 및 유형, 및 혼합 동안에 가해진 전단 정도와 같은 많은 인자에 따라 달라진다. 에멀젼 내 실리콘 오일 소적의 중위 크기(median size)는 일반적으로 0.2 ㎛ 초과, 대개는 0.4 ㎛ 초과이고 이는 100 ㎛까지일 수 있지만 바람직하게는 70 ㎛ 미만이고 대개는 30 또는 50 ㎛ 미만이다.
본 발명의 에멀젼은 에멀젼 중에서 세균의 성장을 방지하기 위해 살생물제, 특히 살균제를 함유할 수 있다. 세균 성장은 곰팡이 형성을 초래할 수 있고 또한 에멀젼의 장기간 안정성을 감소시킬 수 있는 단백질 또는 펩타이드의 변성을 초래할 수 있다. 적합한 살균제의 한 예는 "글리카실(Glycacil) L"(론자(Lonza)에 의한 상표명)이다. 살균제는 예를 들어 에멀젼의 0.01 내지 0.25중량%로 존재할 수 있다.
에멀젼이 어떠한 비-중합성 양쪽성 계면활성제를 함유하지 않는 것(즉, 0중량%의 단백질 또는 펩타이드)이 바람직하다. 그러한 통상적인 계면활성제는 바람직하지 않은 방식으로 단백질 에멀젼화제와 경쟁할 수 있다. 임의의 비-중합성 양쪽성 계면활성제가 에멀젼 중에 존재하는 경우, 이 계면활성제는 단백질 또는 펩타이드의 중량을 기준으로 하여 25중량% 미만, 바람직하게는 10중량% 미만으로, 그리고 에멀젼의 중량을 기준으로 하여 0.1중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.02중량% 미만으로 존재해야 한다.
본 발명의 에멀젼은 수중 실리콘 오일 에멀젼 중에 하나 또는 그 초과의 다른 첨가제를 함유할 수 있지만, 단 상기 첨가제는 단백질 및/또는 펩타이드와 바람직하지 않게 상호작용하지 않아야 한다. 고체 첨가제는 소량으로 존재할 수 있다; 예를 들어 미세한 소수성 실리카가, 실리콘 발포방지 에멀젼을 형성하는 경우에 에멀젼화되기 전 폴리디유기실록산 유체와 혼합될 수 있다. 존재할 수 있는 다른 첨가제에는 UV 안정화제, 산화방지제, 방향제, 연화제, 또는 약제학적 또는 미용학적 활성 물질이 포함된다. 폴리히드록시 화합물(예를 들어 프로필렌 글리콜, 소르비톨 또는 글루코스)은 본원에서는 요구되지 않는 것으로 예상되지만, 이들은 필요에 따라 연속 (수) 상에 첨가될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 본원은 상기 폴리히드록시 화합물을 포함하지 않는다.
실시예
이들 실시예는 본 발명을 당업자에게 설명하기 위한 것이며 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하는 것을 해석되지 않아야 한다. 모든 측정치 및 실험은 다르게 지시되지 않는 한 23℃에서 실시되었다. 부 및 퍼센트는 다르게 지시되지 않는 한 중량을 기준으로 한 것이다. 입도의 측정은, 영국에 소재한 말번 인스트루먼츠 리미티드(Malvern Instruments Ltd.) 제품인 "마스터사이저(Mastersizer) 2000"을 사용하는 레이저 회절 기술에 의해 실시되었다. 다르게 기재되지 않는 한 본원에 기재된 모든 입도는 D(v, 0.5)에 따른 평균 입도이다.
실시예 1
부분적으로 가수분해된 밀 단백질인 3.59% "메리프로 705"를 68.18% 물에 용해시켰다. 이 용액을 울트라 터락스 고 전단력 혼합기에서 350 mm2/s (cSt)의 점도를 갖는 28.23% 디메티콘(트리메틸실릴-종결된 폴리디메틸실록산)과 혼합하였다. 안정한 에멀젼이 형성되었다.
실시예 2 내지 13
실시예 2 내지 13의 각각에서, 부분적으로 가수분해된 밀 단백질을 물에 용해시키고 생성되는 용액을 치과용 혼합기(하우쉴드(Hauschild) 제품인 DAC 150 FZK 스피드믹서(SpeedMixer)TM)에서 실리콘 오일과 혼합하여 초기에 걸쭉한 페이스트를 형성시켰는데, 이 페이스트는 추가로 혼합하는 경우에 안정한 점성의 크림상 에멀젼이 되었다. 사용된 성분의 비율이 하기 표 1에 기재되어 있다.
사용된 부분적으로 가수분해된 밀 단백질 에멀젼화제는 "메리프로 705," 및 더욱 높은 가수분해도의 "메리프로 711"이었다. 사용된 실리콘 오일은 상이한 점도를 갖는 2개의 디메티콘, 또는 디메티코놀(실라놀-종결된 폴리디메틸실록산)이었다.
실시예 단백질 실리콘 실리콘 점도 (cSt) % 물 % 단백질 % 실리콘
2 메리프로 705 디메티콘 350 13.56% 0.71% 85.73%
3 메리프로 705 디메티콘 350 13.72% 0.72% 85.56%
4 메리프로 705 디메티콘 350 13.36% 0.70% 85.94%
5 메리프로 705 디메티코놀 1000 13.96% 0.73% 85.31%
6 메리프로 711 디메티코놀 1000 13.98% 0.74% 85.28%
7 메리프로 711 디메티코놀 1000 13.98% 0.74% 85.28%
8 메리프로 705 디메티코놀 1000 13.49% 0.71% 85.80%
9 메리프로 705 디메티콘 350 13.47% 0.71% 85.82%
10 메리프로 711 디메티코놀 1000 13.73% 0.72% 85.55%
11 메리프로 711 디메티콘 350 13.64% 0.72% 85.64%
12 메리프로 705 디메티콘 350 13.50% 0.71% 85.79%
13 메리프로 711 디메티콘 60000 13.40% 0.71% 85.90%
실시예 14
상표명 "에멀락(Emulac) NA"으로 판매되는 1.0% 카제인을 50.0% 물에 용해시켰다. 이 용액을 울트라 터락스 고 전단력 혼합기 중에서 1000 cSt의 점도를 갖는 49.0% 디메티코놀과 혼합하여 초기 에멀젼을 형성시켰다. 그 후 이 에멀젼에, 700 bar 및 360 bar의 압력에서 2 단계로 작동하는 2 단계 라니(Rannie) 압력 균질화기 중에서의 고 전단 혼합을 실시하였다. 안정한 에멀젼이 형성되었다. 입도를 분석하고 중량에 의한 중위 입도 D05, 최대 10%(the tenth largest percentile)의 입도 D01 및 최대 90%(the ninetieth largest percentile)의 입도 D09가 하기 표 2에 기재되어 있다.
실시예 15 내지 18
실시예 14의 과정에 따라 "에멀락 NA" 카제인, 또는 상표명 "글로불란(Globulan)"으로 판매되는 밀 단백질 분리물, 및 디메티코놀 또는 디메티콘 실리콘 오일의 수용액으로부터 에멀젼들을 제조하였다.
실시예 단백질 실리콘 실리콘 점도
(cSt)		 %
물		 %
단백질		 %
실리콘		 D01
㎛		 D05
㎛		 D09
㎛
14 카제인 디메티코놀 1000 39.00% 1.00% 60.00% 0.888 3.439 9.942
15 글로불란 디메티코놀 1000 39.00% 1.00% 60.00% 1.168 4.473 8.86
16 카제인 디메티콘 350 72.50% 2.50% 25.00% 0.732 1.589 5.16
17 카제인 디메티콘 350 73.75% 1.25% 25.00% 0.225 1.375 4.283
18 카제인 디메티콘 350 74.50% 0.50% 25.00% 0.869 1.953 4.7
실시예 14 내지 18의 에멀젼의 저장 안정성을 시험하였다. 0.25% "글리카실(Glycacil) L" 살균제를 각각의 에멀젼에 첨가하고 이 에멀젼들을 주위 온도에서 밀봉 용기 중에 저장하였다. 각각의 에멀젼은 적어도 400일 동안 안정적인 것으로 보였다. 에멀젼의 입도를 저장 시험에서 먼저 시험하였고, 적어도 400일 후에 다시 시험하였다. 결과가 하기 표 3에 기재되어 있다.
실시예 저장 일수
(age in days)		 D01 ㎛ D05 ㎛ D09 ㎛
14 42 0.929 3.737 8.237
14 ＞ 400 0.624 2.471 8.254
15 42 1.127 4.201 8.341
15 ＞ 400 0.177 2.643 8.688
16 8 0.643 1.531 5.31
16 ＞ 400 0.245 1.608 5.62
17 33 0.444 1.483 4.208
17 ＞ 400 0.209 1.752 5.62
18 33 0.858 1.843 4.399
18 ＞ 400 0.209 1.752 5.62
실시예 19
2.0% 카제인을 48.0% 물에 용해하였다. 이 용액을 울트라 터락스 고 전단력 혼합기에서 50.0% 실리콘과 혼합하여 수중 실리콘 오일 에멀젼을 형성시켰다. 실리콘은 상표명 "다우 코닝 DC1503"으로 판매되며 1500 mm2/s의 점도를 갖는 디메티콘 중의 초고점도의 디메티코놀 검의 12% 용액이었다. 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
실시예 20 내지 22
실시예 19의 에멀젼에, 200 bar, 400 bar 또는 700 bar의 압력에서 작동하는 고압 균질화기 중에서 더욱 높은 전단 하에서의 혼합을 실시하였다. 각각의 생성되는 에멀젼의 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
실시예 23 내지 26
"다우 코닝 DC1503"을, 상표명 "다우 코닝 DC1501"로 판매되며 6000 mm2/s의 점도를 갖는, 데카메틸시클로펜타실록산(시클로메티콘) 중의 초고점도의 디메티코놀 검의 15% 용액으로 대체하여 실시예 19 내지 22를 반복하였다. 각각의 생성되는 에멀젼의 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 4에 기재하였다.
실시예 단백질 실리콘 %
물		 %
단백질		 %
실리콘		 에멀젼화 장치 D01
㎛		 D05
㎛		 D09
㎛
19 카제인 검 +
디메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 울트라 터락스 1.478 12.545 48.885
20 카제인 검 +
디메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 균질화기
-200 bar		 1.848 15.446 59.924
21 카제인 검 +
디메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 균질화기
-400 bar		 1.802 16.211 68.306
22 카제인 검 +
디메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 균질화기
-700 bar		 1.196 7.865 44.321
23 카제인 검 +
시클로메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 울트라
터락스		 1.409 12.516 45.168
24 카제인 검 +
시클로메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 균질화기
-200 bar		 1.316 10.57 42.798
25 카제인 검 +
시클로메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 균질화기
-400 bar		 1.251 9.241 33.574
26 카제인 검 +
시클로메티콘
 48.00% 2.00% 50.00% 균질화기
-700 bar		 1.147 7.966 33.149
실시예 27 내지 29
다양한 농도의, 부분적으로 가수분해된 밀 단백질인 "메리프로 705"를 물에 용해시키고, 울트라터락스 고 전단력 혼합기에서 하기 표 4에 기재된 비율로점도 350 cSt의 디메티콘과 혼합하였다. 각각의 에멀젼을, 700 bar에서 작동하는 고압 균질화기 중에서 더욱 고속의 전단력 하에서의 혼합을 실시하였다. 각각의 생성되는 에멀젼의 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 5에 기재하였다.
실시예 단백질 실리콘 실리콘
점도		 %
물		 %
단백질		 %
실리콘		 D01
㎛		 D05
㎛		 D09
㎛
27 메리프로
705		 디메티콘 350 74.50% 0.5% 25.00% 0.865 1.954 5.401
28 메리프로
705		 디메티콘 350 73.75% 1.25% 25.00% 0.183 1.33 3.901
29 메리프로
705		 디메티콘 350 72.50% 2.5% 25.00% 0.122 1.101 4.106
0.25% "글리카실 L" 살균제를 실시예 27 내지 29의 각 에멀젼에 첨가하고 이 에멀젼들을 상기 실시예 14 내지 18에 대해 기재된 바와 같이 저장하고 시험하였다. 각각의 에멀젼은 적어도 400일 동안 안정적인 것처럼 보였다. 입도 결과가 하기 표 6에 기재되어 있다.
실시예 저장 일수 D01 ㎛ D05 ㎛ D09 ㎛
27 7 0.898 2.062 5.244
28 7 0.144 1.242 3.909
29 7 0.19 1.213 3.413
27 410 0.56 1.72 4.11
28 410 0.213 1.421 3.228
29 410 0.232 0.988 2.819
실시예 30
부분적으로 가수분해된 밀 단백질인 2.5% "메리프로 705"를 47.5% 물에 용해하였다. 상표명 "다우 코닝 8040"으로 판매되는 점도 0.8 내지 5.0 mm2/s의 25% 디아미노작용성 유기폴리실록산을 점도 1000cSt(mm2/s)의 25% 디메티콘에 용해하였다. 2개의 용액을 울트라터락스 고 전단력 혼합기에서 혼합하여 수중 실리콘 오일 에멀젼을 형성시켰다. 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
실시예 31 내지 33
실시예 30에서 제조된 에멀젼을 다양한 압력에서 작동하는 고압 균질화기에서 더욱 높은 전단력 하에서의 혼합을 실시하였다. 각각의 생성되는 에멀젼의 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
실시예 34 내지 39
추가 에멀젼을 실시예 30에서 사용된 "메리프로 705"의 용액, 및 표 7에 기재된 바와 같은 다양한 비율에서 점도 1000 cSt의 디메티콘 및 디아미노작용성 유기폴리실록산인 "다우 코닝 8040"의 혼합물로부터 제조하였다. 에멀젼화 과정은 실시예 30에서 사용된 울트라터락스 혼합기, 또는 실시예 31 내지 33에서 사용되고 표 7에 기재된 고압 균질화기 중에서 실시하였다. 각각의 생성되는 에멀젼의 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
실시예 40 내지 43
디아미노작용성 유기폴리실록산인 "다우 코닝 8040"을 , 상표명 "다우 코닝 8630"으로 판매되는 점도 3500 mm2/s의 상이한 아미노작용성 유기폴리실록산으로 대체하여 실시예 30 내지 33을 반복하였다. 각각의 생성되는 에멀젼의 입도를 분석하고 그 결과를 하기 표 7에 기재하였다.
실시예 %
물		 %
단백질		 %
디메티콘		 %
아미노-실리콘		 에멀젼화
장치		 D01
㎛		 D05
㎛		 D09
㎛
30 47.5 2.5 25.0 25.0 울트라터락스 1.75 8.465 23.155
31 47.5 2.5 25.0 25.0 균질화기
200bar		 1.743 6.186 18.138
32 47.5 2.5 25.0 25.0 균질화기
400bar		 1.33 5.097 12.217
33 47.5 2.5 25.0 25.0 균질화기
700bar		 0.969 3.216 8.296
34 47.5 2.5 37.5 12.5 균질화기
700bar		 3.739 7.918 16.207
35 47.5 2.5 37.5 12.5 균질화기
360bar		 2.729 5.684 10.968
36 47.5 2.5 17.5 32.5 균질화기
700bar		 2.878 6.858 14.207
37 47.5 2.5 17.5 32.5 균질화기
360bar		 3.821 10.371 25.815
38 47.5 2.5 12.6 37.4 울트라터락스 4.63 22.936 51.368
39 47.5 2.5 12.6 37.4 균질화기
700bar		 3.915 10.583 26.96
40 47.5 2.5 25.0 25.0 울트라터락스 2.918 5.849 11.245
41 47.5 2.5 25.0 25.0 균질화기
200bar		 1.565 6.028 13.186
42 47.5 2.5 25.0 25.0 균질화기
400bar		 1.01 4.831 9.974
43 47.5 2.5 25.0 25.0 균질화기
600bar		 0.874 3.198 7.219
실시예 44
6.24%의 "락탈리스" 나트륨 카제이네이트를 43.76% 물에 용해시키고, 이것을 울트라터락스 혼합기 중에서 및 그 후에는 700 bar에서 작동되는 3개의 연속 균질화기에서 점도가 1000 cSt인 50.0%의 디메티콘과 혼합하였다. 중위 입도(D05)가 0.683 ㎛인 안정한 에멀젼이 형성되었다.
실시예 45 및 46
실시예 1의 과정에 따라, 높은 실리콘 농도의 에멀젼을, 에멀젼화제로서 "에멀락 NA" 카제인을 사용하여 제조하였다. 안정한 에멀젼이 형성되었는데, 이것은 조심스럽게 희석될 수 있었다. 사용된 제형 및 생성된 에멀젼의 중위 입도가 하기 표 8에 기재되어 있다.
실시예 실리콘 실리콘 점도 %
물		 %
단백질		 %
실리콘		 D05
㎛
45 디메티콘 1000 cSt 14 1 85 45.83
55 디메티콘 60000 cSt 14 1 85 73.6
실시예 47 내지 50
1.25% 나트륨 카제이네이트 및 1.25% 밀 단백질을 47.43% 물에 용해시키고 0.07% 글리카실 L을 첨가하였다. 이 용액을 상이한 혼합 장치 및 압력을 사용하여 350 cSt의 50% 디메티콘과 혼합하였다. 제형들의 평균 크기가 하기 표 9에 기재되어 있다.
실시예 균질화 D01 D05 D09
[㎛] [㎛] [㎛]
47 울트라 터락스 5.146 15.62 33.367
48 균질화기, 240/110 bar 0.27 3.044 8.756
49 균질화기, 410/220 bar 0.128 1.825 6.637
50 균질화기, 700/340 bar 0.146 1.167 3.512
실시예 51 내지 54
1.25% 나트륨 카제이네이트(락탈리스) 및 1.25% 메리프로 705를 47.42% 물에 용해시키고 0.08% 글리카실 L을 첨가하였다. 이 용액을 다양한 혼합 장치 및 압력을 사용하여 350 cSt의 50% 디메티콘과 혼합하였다. 제형들의 평균 크기가 하기 표 10에 기재되어 있다.
실시예 균질화 D01 D05 D09
[㎛] [㎛] [㎛]
51 울트라 터락스 0.229 9.263 24.057
52 균질화기, 220/110 bar 0.146 1.967 6.395
53 균질화기, 420/280 bar 0.16 1.476 5.139
54 균질화기, 680/360 bar 0.185 0.869 2.239
실시예 55 내지 58
1.25% 밀 단백질 및 1.25% 메리프로 705를 47.41% 물에 용해시키고 0.09% 글리카실 L을 첨가하였다. 이 용액을 다양한 혼합 장치 및 압력을 사용하여 350 cSt의 50% 디메티콘과 혼합하였다. 제형들의 평균 크기가 하기 표 11에 기재되어 있다.
실시예 균질화 D01 D05 D09
[㎛] [㎛] [㎛]
55 울트라 터락스 4.509 11.139 36.344
56 균질화기, 200/90 bar 0.223 4.782 10.44
57 균질화기, 400/220 bar 0.169 2.38 6.651
58 균질화기, 750/370 bar 0.207 1.162 3.104

Claims (16)

  1. 3 내지 90부피%의 실리콘 오일 상을 포함하는 수중 실리콘 오일 에멀젼(silicone oil-in-water emulsion)으로서,
    상기 에멀젼이, 상기 에멀젼의 0.25 내지 20중량%로 존재하는 단백질 또는 펩타이드에 의해 안정화되며, 단백질 또는 펩타이드의 중량을 기준으로 하여 25중량% 미만의 비-중합성 양쪽성 계면활성제를 함유함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  2. 제 1항에 있어서, 단백질이 카제인 및/또는 카제인 유도체, 예컨대 나트륨 카제이네이트임을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  3. 제 1항에 있어서, 단백질이 유장 단백질(whey protein)임을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  4. 제 1항에 있어서, 단백질이 밀 단백질임을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질이 부분적으로 가수분해됨을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질이 다양한 공급원으로부터의 단백질의 혼합물을 포함함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질이 에멀젼의 0.5 내지 7중량%로 존재함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 오일 상이 5 내지 60000 센티스토크(centiStoke)의 점도를 갖는 폴리디유기실록산 오일을 포함함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 오일 상이 1 내지 1000 센티스토크의 점도를 갖는 유동성 폴리디유기실록산 중의 유기폴리실록산 검의 용액을 포함함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  10. 제 8항에 있어서, 실리콘 오일 상이, 아미노 작용성 유기폴리실록산과, 유기 작용기를 함유하지 않는 폴리디유기실록산 오일의 혼합물을 포함함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 실리콘 오일 상이 에멀젼의 25 내지 65부피%로 존재함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 에멀젼이 살균제를 함유함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 에멀젼이 단백질 또는 펩타이드의 중량을 기준으로 하여 0%의 비-중합성 양쪽성 계면활성제를 함유함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 단백질 또는 펩타이드가 실리콘 오일 상과 동일하거나 그보다 적은 중량으로 에멀젼 중에 존재함을 특징으로 하는, 수중 실리콘 오일 에멀젼.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 에멀젼의 제조 방법으로서,
    물, 실리콘 오일, 및 단백질 또는 펩타이드를 0 내지 60℃ 범위 내 온도에서 고 전단력 하에서 기계적으로 혼합시킴을 특징으로 하는, 에멀젼 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 단백질 또는 펩타이드의 수용액을 실리콘 오일과 혼합시킴을 특징으로 하는, 에멀젼 제조 방법.
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