KR20210051522A

KR20210051522A - 고함량 오일을 함유하는 안정한 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물

Info

Publication number: KR20210051522A
Application number: KR1020190136909A
Authority: KR
Inventors: 이민아; 한상우; 강승현
Original assignee: 코스맥스 주식회사
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-05-10
Also published as: KR102309639B1

Abstract

본 발명은 고분자 계면활성제, 이온성 계면활성제 및 인지질을 포함하고, 상기 고분자 계면활성제 및 이온성 계면활성제의 혼합중량비는 50:1 내지 0.5:1인, 수중유형 화장료 조성물 및 그 제조방법을 제공함으로써, 장기 안정성 및 온도 안정성이 우수하며, 나노 에멀전 특유의 반투명 액상 제형으로써, 고점도 제형을 가진다.

Description

고함량 오일을 함유하는 안정한 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물{Oil-in-water nano emulsion cosmetic composition containing high content oil}

고함량 오일을 함유하는 안정한 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물에 관한 것이다.

화장품은 피부 보습과 보호, 및 피부 건강을 유지시키기 위해 수용성 성분, 유용성 성분, 활성 성분 등 서로 용해되지 않는 다양한 물질을 혼합해야 하므로, 주로 에멀전 형태로 제조된다. 상기 에멀전 관련 기술은 단순히 제형 제조 및 안정화뿐만 아니라 각 제품의 목적에 부합되는 효능 및 사용감 등을 향상시킬 수 있도록 다양한 유화 방법의 연구가 이루어졌다.

에멀전의 액적 크기가 나노 단위로 작아지면 에멀전의 물리적 안정도가 크게 향상된다. 또한 투명도가 높은 저점도 에멀전을 제조하여 다양한 사용감의 화장료를 만들 수 있으며, 표면적이 크면서도 입자 크기는 작아 피부에 유효성분을 효과적으로 전달할 수 있다는 장점이 있다.

나노에멀전을 제조하기 위해, 전상온도 유화법이나 고압유화법이 사용되어 왔다. 그러나 종래기술로 제조된 나노에멀전은 통상 5% 내외의 오일을 포함하는 것이 일반적이며, 반투명 에멀전에 고함량의 오일 내상을 안정화하고자 할 경우 장기 안정성과 고온 안정성을 확보하기 어렵다. 또한 오일을 안정화하기 위해 많은 양의 계면활성제를 함께 사용하므로, 끈적이고, 답답하며, 사용감이 좋지 않을 뿐 아니라, 피부 자극을 야기하는 문제점도 가지고 있다.

이러한 기술적 배경 하에서, 고함량 오일을 나노에멀전에 안정하게 분산시키는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나(특허출원 KR 10-2013-0062912), 아직은 미비한 실정이다.

일 양상은 고분자 계면활성제, 이온성 계면활성제 및 인지질을 포함하고, 상기 고분자 계면활성제 및 이온성 계면활성제의 혼합중량비는 50:1 내지 0.5:1인 수중유형 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

일 양상은 i)고분자 계면 활성제를 용매에 용해하여 고분자 계면 활성제 용액을 제조하는 단계; ii)수상 성분에 상기 고분자 계면 활성제 용액을 분산시켜 수상 용액을 제조하는 단계; iii)오일과 인지질을 포함하는 유상을 용해하여 유상 용액을 제조하는 단계; 및 iv)상기 수상 용액과 유상 용액을 혼합한 후 고압 유화하는 단계를 수행하는 것이며, 상기 고압 유화는 200 내지 1500bar의 압력에서 2 내지 5회 이루어지는 것이며, 상기 오일은 30 내지 60중량%의 고함량을 포함하는 것인 청구항 1의 수중유형 화장료 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

일 양상은 고분자 계면활성제, 이온성 계면활성제 및 인지질을 포함하고, 상기 고분자 계면활성제 및 이온성 계면활성제의 혼합 중량비는 50:1 내지 0.5:1인 수중유형 화장료 조성물을 제공한다.

상기 고분자 계면활성제는 분자 중에 복수의 친수부와 소수부가 있는 고분자 화합물로 계면 활성을 보이는 화합물을 의미할 수 있다. 고분자 및 이들의 유도체로부터 둘 이상을 포함하는 공중합체를 의미할 수 있으며, 전체 중량 대비 0.1 내지 10, 0.5 내지 10, 2 내지 10, 2 내지 8 중량%일 수 있다.

상기 이온성 계면활성제는 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제를 모두 포함하며, 글리시네이트(glycinates), 사코시네이트(sarcosinates), 글루타메이트(glutamates), 알라니네이트(alaninates), 타우레이트계(taurates), 설포석시네이트(sulfosuccinates), 카복실레이트(carboxylates), 알킬 포스페이트(alkyl phosphates), 알킬 설페이트(alkyl sulfates), 알킬 에테르설페이트(alkyl ether sulfates), 암포아세테이트(amphoacetates), 알킬 아미도프로필 베타인계(alkyl amidopropyl betaines), 설포 베타인(sulfo betaines), 알킬 베타인(alkyl betaines), 쿼터너리 암모늄(quaternary ammonium)계 등을 포함할 수 있으며, 소듐 설펙틴(sodium surfactin)과 같은 폴리펩티드계의 계면활성제와 단순 지방산 및 글리세라이드로부터 유래한 수용성 금속염을 포함할 수 있다. 전체 중량 대비 0.01 내지 9, 0.3 내지 5, 0.3 내지 1중량% 포함될 수 있으며 범위 이하로 포함되었을 시에 나노 에멀전의 안정도 및 점도 형성에 미치는 영향이 미미할 수 있으며, 10% 이상 사용 시 제형 안정성에 문제가 있을 수 있다.

상기 인지질은 포스파티딜콜린(phosphatidylcholine, PC), 포스파티딜세린(phosphatidylserine, PS), 포스파티딜에탄올아민(phosphatidylethanolamine, PE), 포스파티딜이노시톨(phosphatidylinositol, PI), 포스파티딜글리세롤(phosphatidyl glycerol, PG), 스핑고마이엘린(sphingomyelin) 중 한가지 이상을 포함하는 난황레시틴, 대두레시틴, 유지질(milk lipid) 등의 천연 인지질 및 천연인지질의 수소첨가물, 디미리스토일포스파티딜콜린(dimyristoyl phosphatidyl choline, DMPC), 디라우릴포스파티딜에탄올아민(dilauryl phosphatidyl ethanolamine, DLPE), 디스테로일포스파티딜세린(distearoyl phosphatidyl serine, DSPS)등과 같은 합성지질, 위의 천연인지질 및 합성지질의 유도체 중 한 가지 이상을 포함할 수 있다. 전체 중량 대비 0.5 내지 3, 0.5 내지 1.5, 1 내지 1.5 중량% 포함될 수 있다.

상기 고분자 계면활성제 및 이온성 계면활성제의 혼합 중량비는 50:1 내지 0.5:1일 수 있으며, 바람직하게는, 30:1 내지 0.5:1, 20:1 내지 0.5:1, 10:1 내지 0.5:1일 수 있다.

일 구체예에 있어서, 이온성 계면활성제 및 인지질의 혼합 중량비는 1:1 내지 1:30인 수중유형 화장료 조성물을 제공한다.

상기 이온성 계면활성제 및 인지질의 혼합 중량비는 바람직하게는 1:1 내지 1:20, 1:1 내지 1:10, 1:1 내지 1:5, 1:1 내지 1:3일 수 있다.

일 양상은 i)고분자 계면 활성제를 용매에 용해하여 고분자 계면 활성제 용액을 제조하는 단계; ii)수상 성분에 상기 고분자 계면 활성제 용액을 분산시켜 수상 용액을 제조하는 단계; iii)오일과 인지질을 포함하는 유상을 용해하여 유상 용액을 제조하는 단계; 및 iv)상기 수상 용액과 유상 용액을 혼합한 후 고압 유화하는 단계를 수행하는 것이며, 상기 고압 유화는 200 내지 1500bar의 압력에서 2 내지 5회, 2 내지 4회, 3 내지 5회, 또는 2 및 3회 이루어지는 것이고, 상기 오일은 30 내지 60중량%의 고함량을 포함하는 것인 상기 수중유형 화장료 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.

상기 고압 유화는 150bar 미만에서는 나노 에멀전 입자를 구현하기 위해 필요한 에너지에 비해, 작은 에너지가 가해질 수 있고, 2000 bar를 초과하면 30% 이상의 오일 함량에서 상분리 될 가능성이 있으며 고압유화기에 무리가 갈 수 있다. 고압 유화의 압력 범위는 200 내지 1500, 바람직하게는 200 내지 1000, 200 내지 800, 300 내지 700bar일 수 있다.

상기 용매는 통상적인 유화온도인 60~80℃에서 고분자에 대한 용해력을 가지는 것으로 화장료 조성물에서 사용되는 에탄올, 아이소프로필알코올 등의 알코올류와 프로필렌글라이콜, 부틸렌글라이콜, 디프로필렌글라이콜, 메틸프로판디올을 포함한 다이올류와 글리세린, 다이글리세린, 폴리글리세린, 솔비톨 등의 폴리올류를 포함하지만 이에 국한되지 않으며, 한 가지 혹은 두 가지 이상의 혼합된 구성으로 사용할 수 있다. 용매는 전체 중량 대비 1 내지 15중량% 포함되며, 20% 이상 포함할 때에는 고온 혹은 상온에서의 장기간 관찰 시 불안정성을 나타내는 문제가 있다.

상기 오일은 상기 계면활성 고분자와 동량 이상 유화될 수 있으며 많게는 전체 함량 대비 60%까지 포함될 수 있으며, 이 이상의 함량에서 고압 유화 시 가해지는 강한 외력에 의해 상 분리될 가능성이 있다. 상기 오일로는 옥틸도데실미리스테이트, 세틸에칠헥사노에이트, 카프릴릭/카프릭트리글리세라이드, 아이소프로필팔미테이트, 네오펜틸글라이콜카프레이트, 트리에틸헥사노인, 에칠헥실스테아레이트, 펜타에리스리틸테트라에칠헥사노에이트, 디카프릴릴카보네이트를 포함하는 에스테르계 오일과 파라핀계, 올레핀계, 스쿠알란, 하이드로제네이티드폴리데센을 포함하는 하이드로카본계 오일 및 마카다미아씨드오일, 메도우폼씨드오일, 올리브오일 등의 식물성 오일과 쉐어버터, 하이드로제네이티드 베지터블 오일 등 융점이 낮은 왁스류가 사용될 수 있으며, 디메치콘, 사이클로메치콘, 알킬실록산 및 사이클로알킬실록산을 포함한 실리콘오일이 일부 포함될 수 있다.

상기 오일은 화장료 조성물 총 중량 대비 0.5 내지 60중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 고함량인 30 내지 60, 30 내지 55, 30 내지 50, 40 내지 60, 40 내지 50중량% 포함될 수 있다. 이 때 “오일의 함량”은 에멀전 안정화제를 포함하지 않은 오일상 구성 성분의 총량을 의미하며, 대략적으로 30중량% 이상 첨가될 때 오일이 고함량 첨가되었음을 의미할 수 있다.

상기 수중유형 화장료 조성물은 고점도의 제형을 가질 수 있다. 점도는 10000 내지 40000, 15000 내지 40000, 20000 내지 40000, 25000 내지 40000cps일 수 있다.

상기 보존제 등의 추가 성분의 배합량은 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 당업자가 용이하게 선정 가능하며, 그 배합량은 조성물 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 40 중량%일 수 있다.

본 발명에 따른 수중유형 화장료 조성물을 함유하는 화장료에는 특별한 제한은 없으나, 피부, 점막, 두피 또는 모발 등에 사용할 수 있는 것으로서, 예를 들면 유연화장수, 영양화장수, 크림, 팩, 젤, 패치 등의 기초 화장료와 립스틱, 메이크업 베이스, 파운데이션 등의 색조 화장료, 샴푸, 린스, 바디클렌저, 치약, 구강 청정제 등의 세정료, 헤어 토닉, 젤, 무스 등의 정발제, 양모제, 염모제 등의 모발용 화장료에 이용할 수 있다.

당업자는 본 명세서에 따른 조성물의 유리한 특성이 예상된 첨가에 의해 악영향을 받지 않거나 실질적으로 받지 않도록, 임의의 추가 성분 및/또는 이의 양을 선택할 수 있다.

본 명세서에 기재된 수치는 명시하지 않아도 "약"의 의미를 포함하는 것으로 간주한다. 예를 들어, 상기 기재된 수치는 10%, 5%, 2%, 또는 1%로 변할 수 있다. 어떤 구체예에서, 상기 값은 5%, 2%, 또는 1%로 변할 수 있다. 예를 들어, 5의 값은 대략 5의 범위는 갖는 4.5 및 5.5 사이, 4.75 및 5.25 사이, 또는 4.9 및 5.1 사이, 또는 4.95 및 5.05 사이의 임의의 값을 포함하는 것을 의미한다.

당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자의 기술수준에 비추어 볼 때, 상기 가열, 혼합 및 냉각을 포함하는 통상의 제조 방법에 의해 화장료 조성물을 제조할 수 있다.

이상 사용된 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다.

본 발명에 따른 고함량 오일을 포함하는 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물은, 장기 안정성 및 온도 안정성이 우수하며, 나노 에멀전 특유의 반투명 액상 제형으로써, 고점도 제형을 가질 수 있다.

도 1는 실시예 3 및 비교예 1 내지 3의 투명도를 비교한 도면이다.
도 2는 실시예 3에 대한 입도 분석 결과이다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예 및 시험예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 시험예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예 및 시험예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 명세서의 범주에 포함된다.

1. 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 제조

수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 실시예 1 내지 3은 하기 표 1과 같은 성분과 조성비로 다음과 같은 방법으로 제조되었다.

A의 수상성분 중 알코올류의 용매와 계면활성 고분자를 계량 후 80℃에서 고르게 용해한 후, 80℃로 가온 한 정제수 및 나머지 성분과 함께 고르게 교반하였다. B의 유상성분을 계량 및 80℃ 가온하여 완전 용해 후, A와 혼합하여 Homo-mixer로 7000rpm에서 15분간 교반하고 C를 투입하여 3분 간 더 교반하였다. 40℃ 이하의 온도로 냉각 후 M-110F Microfluidizer®를 이용하여 400bar에서 3회 고압유화 진행 후 30℃ 냉각하였다.

비교예 1 내지 3 또한 같은 방식으로 제조하였다.

성분			실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
A: 수상	용매	부틸렌글라이콜	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00
	고분자 계면활성제	PEG-PCL-PEG	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00	-
	용매	정제수	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100	To 100
	이온성계면활성제	소듐코코일 글루타메이트	0.30	0.50	0.50	-	0.50	0.50
B: 유상	에스터오일	네오펜틸글라이콜 디카프레이트	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	식물성오일	마카다미아씨오일	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	하이드로카본계오일	하이드로제네이티드폴리(C6-14올레핀)	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00
	인지질	레시틴	1.00	1.00	1.50	1.50	-	1.50
C: 기타	방부제	1,2-헥산디올	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
C: 기타	향료	향료	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20

실험예1: 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 점도변화

수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 조성비별 점도의 차이를 확인하기 위해 실험을 진행하였다 방법은 다음과 같다.

점도는 Brookfield DV2TLV로 측정하였으며 각 실시예 및 비교예 샘플의 점도에 적합한 LV Spindle과 rpm을 적용하여 1분 간 측정하였다.

하기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 점도 차이는 계면 활성 고분자, 이온성계면활성제, 인지질이 적절한 비율을 이루고 있을 때에만 점증제 없이도 고점도의 크림상 미세입자 에멀전을 제조할 수 있음을 나타낸다. 실시예 1 내지 3의 성분비와 점도를 보면 알 수 있듯이, 이온성계면활성제와 인지질 함량을 조절함으로써 점도범위를 조절할 수 있으며, 실시예 3의 경우가 가장 고점도의 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물임을 확인할 수 있었다. 또한 비교예 1 내지 3의 점도에 나타난 바와 같이, 이온성계면활성제, 인지질 및 고분자 계면활성제 중 어느 하나의 구성요소만 포함되지 않아도 점도가 급격히 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
점도(cps)	16100	22300	38900	3800	1500	6700

실험예2: 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 외관 및 투명도 확인

수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 외관 및 투명도를 확인하기 위하여, 투명한 병에 동일한 양의 샘플을 담고 실시예와 비교예를 비교하였다.

도1은 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 외관 및 투명도를 육안으로 비교한 결과이다. 나노입자 에멀전은 통상적으로 200nm 이하의 입자 크기에서 외관이 반투명하며 푸르스름하게 나타난다. 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3은 동일하게 오일함량이 50%로 높은 내상비율을 가지지만, 이온성계면활성제가 제외된 비교예1, 인지질 성분이 제외된 비교예2 및 고분자 계면활성제가 제외된 비교예 3은 실시예와 달리 푸른빛이 없는 유백색의 불투명한 외관을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

실험예3: 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 입자 크기 확인

수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 입자 크기를 확인하기 위하여 하기 실험을 진행하였다.

에멀전 드랍의 크기와 다분산지수(Poly Dispersity Index, PDI)는 동적 광산란(Dynamic Light Sacttering)을 통해 분석하였다. Otsuka electronics 사의 ELS-Z를 사용하여 측정하였으며 3차 증류수로 15배 희석하여 3회 반복실험 하였다.

실시예 3에 대한 분석 결과 나노에멀전의 평균 크기는 177.4nm 이고 PDI는 0.130인 것으로 보아 매우 균일하면서도 안정한 입자를 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다. 도 2는 실시예 3에 대한 입도 분석 결과이다.

하기 표 3에 나타난 바와 같이 고분자 계면활성제, 이온성 계면활성제, 인지질이 적절한 비율로 포함된 실시예 3과 비교할 때에 3가지 구성요소 중 각각 한가지를 포함하지 않는 비교예 1 내지 3의 입자 크기가 비교적 큰 것을 확인 할 수 있다. 표 3의 결과는 외관상 투명도를 비교하여 입자의 크기를 예측한 실험예2의 결과와도 일치한다고 할 수 있다.

	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
입도(nm)	177.4	229.1	331.6	319.1
PDI	0.130	0.112	0.175	0.214

실험예4: 수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 안정성 평가

수중유형 나노에멀전 화장료 조성물의 안정도를 평가하기 위하여 하기 실험을 수행하였다.

실험 방법은 다음과 같다. 안정도 평가는 cycle test, 저온, 고온에서의 육안상 경시변화를 관찰함으로써 실시되었다. Cycle test는 24시간을 1주기(cycle)로 하여 8시간 마다 3가지 온도(45℃, 25℃, 4℃)로 변화하는 조건에서 3달 간 실시하였다. 저온(-18℃)에서의 안정도 평가는 각각의 실시예 및 비교예 샘플을 -18℃에 저장 후 3번의 저온 안정도 평가 시기(보관 후 3일, 1주, 2주)에 상온에서의 안정도를 평가하였다. 고온(50℃) 에서의 안정도 평가는 각각의 실시예 및 비교예 샘플을 50℃에 저장 후 3번의 고온 안정도 평가 시기(보관 후 1주, 2주, 1달)에 상온에서의 안정도를 평가하였다.

하기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 우수한 안정도를 나타내었으나, 이온성계면활성제가 제외된 비교예 1, 인지질 성분이 제외된 비교예 2 및 고분자 계면활성제가 제외된 비교예 3은 저온 및 고온에서 경시적으로 불안정했으며, 특별히 저온에 취약한 것으로 확인되었다.

조건	관찰기간	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3
Cycle(4℃↔45℃)	1달	◎	◎	◎	◎	◎	◎
	2달	◎	◎	◎	◎	◎	◎
	3달	◎	◎	◎	◎	△	◎
저온(-18℃)	3일	◎	◎	◎	△	△	△
	1주	◎	◎	◎	△	X	△
	2주	△	◎	◎	X	X	△
고온(50℃)	1주	◎	◎	◎	◎	△	◎
	2주	◎	◎	◎	△	△	△
	1달	◎	◎	◎	△	△	△

◎: 매우안정 / △:불안정 / X: 상분리

Claims

고분자 계면활성제, 이온성 계면활성제 및 인지질을 포함하고, 상기 고분자 계면활성제 및 이온성 계면활성제의 혼합중량비는 50:1 내지 0.5:1인, 수중유형 화장료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 이온성 계면활성제 및 인지질의 혼합 중량비는 1:1 내지 1:30인 수중유형 화장료 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 고분자 계면활성제는 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol, PEG), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 폴리바이닐(polyvinyl), 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리카르복시산(polycarboxylate), 폴리글리세릴(polyglyceryl) 및 이들의 유도체로부터 선택된 둘 이상을 포함하는 공중합체인 수중유형 화장료 조성물.
i)고분자 계면 활성제를 용매에 용해하여 고분자 계면 활성제 용액을 제조하는 단계;
ii)수상 성분에 상기 고분자 계면 활성제 용액을 분산시켜 수상 용액을 제조하는 단계;
iii)오일과 인지질을 포함하는 유상을 용해하여 유상 용액을 제조하는 단계; 및
iv)상기 수상 용액과 유상 용액을 혼합한 후 고압 유화하는 단계를 수행하는 것이며,
상기 고압 유화는 200 내지 1500bar의 압력에서 2 내지 5회 이루어지는 것이며, 상기 오일은 30 내지 60중량%의 고함량을 포함하는 것인 청구항 1의 수중유형 화장료 조성물을 제조하는 방법.