KR20220075321A - 유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

유성 성분이 식물성 기름에 한정되지 않고, 또한 크산텐검이나 웰란검을 필수 성분으로 할 필요가 없는 유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법을 제공한다.
유화 조성물은 유성 성분, 수계 분산매, 유화제, 및 셀룰로오스 나노 파이버를 포함하고, 셀룰로오스 나노 파이버는 유화 안정화제이며 미변성의 셀룰로오스를 해섬한 것이고, 유화제의 배합량이 유화 조성물 전체량의 20질량% 미만이다. 화장료 조성물은 상기 유화 조성물을 포함한다. 유화 조성물의 제조 방법은 유상을 조정하는 공정, 수상을 조정하는 공정, 및 상기 유상 및 상기 수상을 혼합하는 유화 공정을 가지며, 미변성의 셀룰로오스를 해섬하여 얻은 셀룰로오스 나노 파이버를 수상의 조정 공정 및 유화 공정 중 적어도 어느 하나에서 첨가하고, 유화제를 유상의 조성 공정, 수상의 조정 공정, 및 유화 공정 중 적어도 어느 하나에서 첨가한다.

Description

유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법

본 발명은 유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

크림이나 유액, 리퀴드 파운데이션, 헤어 컨디셔너 등의 화장품, 페인트 등의 도료, 마요네즈나 드레싱 등의 식용품 등에서는 유성 성분 및 수계 매체를 혼합했을 때에 유상(油相) 및 수상(水相)이 분리되지 않도록 유화(에멀션) 기술이 사용되고 있다. 또한, 최근에 바이오매스 유래의 셀룰로오스의 유효한 이용으로서, 나노 레벨의 섬유가 분산된 셀룰로오스 나노 파이버(CNF)가 주목받고 있다. 셀룰로오스 나노 파이버는 정치(靜置) 점도 높이나 틱소트로피성 등에서, 상기 화장품이나 도료, 식료품 등으로의 전개가 기대되고 있다. 그러나 셀룰로오스 나노 파이버를 배합한 에멀션에 대한 보고나 제안은 많지 않다.

예를 들면, 셀룰로오스 나노 파이버(분산액)를 사용한 유화액이나 유화 방법의 제안으로는 특허문헌 1이 존재한다. 이 제안은 셀룰로오스 나노 파이버(분산액)를 유화제로서 첨가하고, 기계적 전단력을 가하여 유화시키는 것이다. 그러나 이 제안에서 사용이 가능한 유성 성분은 채종유나 올리브오일 등의 천연 식물성 기름으로 한정되어 있다. 식물성 기름은 카르복실산을 가지며 셀룰로오스와의 친화성이 있기 때문에, 셀룰로오스 나노 파이버가 유화제로서 작용하는 것이라고 생각된다. 그러나 친수기(親水基)를 가지지 않는 유성 성분의 사용도 요망된다.

또한, 특허문헌 2는 수중유형(水中油型) 유화 외용제 조성물을 제안한다. 이 제안은 발효 셀룰로오스 및/또는 셀룰로오스 나노 파이버에 더하여, 이들 셀룰로오스에 대하여 특정량의 크산탄검 및/또는 웰란검을 병용하는 것이다. 그러나 특정량의 크산탄검 및/또는 웰란검을 병용하는 것은 극히 용도가 한정되어서 다른 해결 방법의 제안이 요망된다.

일본 공개특허공보 특개2015-157796호 일본 공개특허공보 특개2017-222594호 일본 공개특허공보 특개2019-156824호

본 발명이 해결하고자 하는 주된 과제는 유성 성분이 식물성 기름으로 한정되지 않고, 또한 크산탄검이나 웰란검 등의 다당류의 증점제를 필수 성분으로 할 필요가 없는 유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제는 유성 성분, 수계 분산매, 유화제, 및 셀룰로오스 나노 파이버를 포함하고, 셀룰로오스 나노 파이버는 유화 안정화제이며 미(未)변성의 셀룰로오스를 해섬(解纖)한 것이고, 상기 유화제의 배합량이 유화 조성물 전체량의 20질량% 미만인 것을 특징으로 하는 유화 조성물이라면 해결된다.

이 점에서, 유화 조성물에 관한 제안으로는 예를 들면, 셀룰로오스 나노 파이버가 "셀룰로오스 원료를 화학처리하여 얻어지는 화학 변성(카르복시메틸화, 카르복실화, 인산에스테르화, 양이온화 등)된 셀룰로오스(변성 셀룰로오스)를 해섬함으로써 얻어진 것임으로 하는 제안이 존재한다(일본 공개특허공보 특개2019-156824호(특허문헌 3)). 이 제안은 "유화 안정성, 특히 장기간의 유화 안정성이 뛰어난 유화제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하는" 것이다. 요컨대, 유화 안정성의 관점에서는 변성 셀룰로오스를 사용하는 것이 바람직하다는 것이다. 그러나 본 발명자들은 유성 성분의 한정(제한)을 얼마나 없앨 것인가라는 것도 과제로 하고, 이 관점에서는 셀룰로오스가 미변성인 편이 바람직한 것을 밝혀 냈다. 물론, 셀룰로오스가 단지 미변성이라는 것만으로는 유화 안정성의 관점에서는 반드시 바람직하다고는 할 수 없는 것도 밝혀 냈다. 따라서, 다양하게 연구를 거듭하고, 그에 따라 유화제 및 셀룰로오스 나노 파이버의 역할의 차이를 지견하기에 이르고, 그 결과, 상기 수단을 도달하기에 이르렀다.

본 발명에 따르면, 유성 성분이 식물성 기름으로 한정되지 않고, 또한 크산탄검이나 웰란검 등의 다당류의 증점제를 필수 성분으로 할 필요가 없는 유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법이 된다.

도 1은 유화 상태를 나타내는 사진이다.

다음으로, 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다. 한편, 본 실시형태는 본 발명의 일례이다. 본 발명의 범위는 본 실시형태의 범위에 한정되지 않는다.

본 형태의 유화 조성물은 유성 성분, 수계 분산매, 유화제, 및 미변성의 셀룰로오스 나노 파이버를 포함한다. 본 형태에서 유화제는 유성 성분과 수계 매체를 유화시키기 위해 상용성(相溶性)을 향상시키는 역할을 가진다. 한편, 미변성의 셀룰로오스 나노 파이버는 유화 후의 안정화제(유화 안정화제)로서의 역할을 가진다. 이들 사실에 의해, 수계 매체와 종래 대상으로 삼지 않았던 식물성 기름 이외의 유성 성분과의 유화가 가능해진다. 게다가 경시적으로 상분리(수상과 유상이 분리되는 것)되는 것을 방지할 수 있고, 유화 안정성을 유지할 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.

(용도)

본 형태의 유화 조성물은 예를 들면, 화장료 조성물, 의약 중간 원료, 식품 원료, 도료, 수지 등의 성분으로 사용할 수 있고, 특히 화장료 조성물의 성분으로 사용하기에 알맞다.

여기서 화장료 조성물이란, 예를 들면, 피부용 화장료나 모발용 화장료 등으로 사용되는 것이다. 피부용 화장료로는 예를 들면, 화장수, 유액, 콜드크림, 배니싱 크림, 마사지 크림, 에몰리언트(emollient) 크림, 클렌징 크림, 미용액, 팩, 파운데이션, 자외선 차단 화장료, 선탠 화장료, 모이스처 크림, 핸드 크림, 미백유액, 각종 로션 등을 예시할 수 있다.

또한, 모발용 화장료로는 예를 들면, 샴푸, 린스, 헤어 컨디셔너, 린스 인 샴푸, 헤어 스타일링제(헤어폼이나 젤상 정발료(整髮料) 등), 헤어 트리트먼트제(헤어크림이나 트리트먼트 로션 등), 염모제, 로션 타입의 육모제나 양모제 등을 예시할 수 있다.

또한, 화장료 조성물로는 예를 들면, 프리쉐이브 로션, 애프터쉐이브 로션, 치마제, 연고, 첩포제, 핸드 클리너 등의 세정제, 방향제 등도 예시할 수 있다.

한편, 본 형태의 유화 조성물은 유화 안정성이 뛰어난 것이며, 그 용도가 화장료 조성물로 한정되는 것은 아니다.

(유성 성분)

본 형태의 유화 조성물에 사용 가능한 유성 성분은 식물성 기름으로 한정되지 않는다. 유성 성분으로는 예를 들면, 유지, 고급 알코올, 고급 지방산, 에스테르류, 탄화수소류 등을 사용할 수 있다. 후술할 실시예에서는 피마자유, 디메틸실리콘오일, 팔미트산에틸헥실, 헵탄을 사용한 예를 나타냈다.

본 형태의 유화 조성물을 화장료 조성물의 성분으로 사용하는 경우는, 유성 성분으로서 스쿠알렌, 파라핀, 폴리에틸렌 왁스, 마이크로크리스탈린 왁스, 유동 파라핀, 미네랄오일에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 탄화수소를 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 유성 성분으로는 예를 들면, 호호바유, 마카다미아너트유, 아보카도유, 달맞이꽃유, 밍크유, 유채유, 피마자유, 해바라기유, 옥수수유, 카카오유, 야자유, 쌀겨유, 올리브유, 아몬드유, 참기름, 홍화유, 대두유, 동백유, 행도유, 피마자유, 밍크유, 면실유, 목랍, 팜유, 팜핵유, 난황유, 라놀린, 스쿠알렌 등의 천연 동식물 유지류; 합성 트리글리세라이드, 스쿠알렌, 유동 파라핀, 바셀린, 세레신, 마이크로크리스탈린왁스, 이소파라핀 등의 탄화수소류; 카르나바우 왁스, 파라핀 왁스, 경랍, 밀랍, 칸데릴라 왁스, 라놀린 등의 왁스류; 세타놀, 스테아릴알코올, 라우릴알코올, 세토스테아릴알코올, 올레일알코올, 베헤닐알코올, 라놀린알코올, 수소 첨가 라놀린알코올, 헥실데카놀, 옥틸도데카놀 등의 고급 알코올류, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 베헨산, 이소스테아르산, 올레산, 리놀렌산, 리놀산, 옥시스테아르산, 운데실렌산, 라놀린지방산, 경질 라놀린지방산, 연질 라놀린지방산 등의 고급 지방산류; 콜레스테릴-옥틸도데실-베헤닐 등의 콜레스테롤 및 그의 유도체; 이소프로필미리스트산, 이소프로필팔미트산, 이소프로필스테아르산, 2에틸헥산산글리세롤, 부틸스테아르산 등의 에스테르류; 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌펜타에리트리톨에테르, 폴리옥시프로필렌부틸에테르, 리놀산에틸 등의 극성 오일; 그 밖에 아미노 변성 실리콘, 에폭시 변성 실리콘, 카르복실 변성 실리콘, 카르비놀 변성 실리콘, 메타크릴 변성 실리콘, 메르캅토 변성 실리콘, 페놀 변성 실리콘, 편말단(片末端) 반응성 실리콘, 이종(異種) 관능기 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘, 메틸스티릴 변성 실리콘, 알킬 변성 실리콘, 고급 지방산에스테르 변성 실리콘, 친수성 특수 변성 실리콘, 고급 알콕시 변성 실리콘, 고급 지방산 함유 실리콘, 불소 변성 실리콘 등, 보다 구체적으로는 실리콘 수지, 메틸페닐폴리실록산, 메틸폴리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥산실록산, 메틸시클로폴리실록산, 옥타메틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체, 폴리옥시프로필렌·메틸폴리실록산 공중합체, 폴리(옥시에틸렌·옥시프로필렌)메틸폴리실록산 공중합체, 메틸하이드로젠폴리실록산, 테트라하이드로테트라메틸시클로테트라실록산, 스테아록시메틸폴리실록산, 세톡시메틸폴리실록산, 메틸폴리실록산에멀션, 고중합 메틸폴리실록산, 트리메틸실록시규산, 가교형 메틸폴리실록산, 가교형 메틸페닐폴리실록산, 가교형 메틸페닐폴리실록산 등의 각종 유도체를 포함하는 실리콘류 등 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 최근에 워터리치 처방 등으로 불리는, 물(수상)이 고배합된 화장액(유화액)이 개발되기에 이르렀다. 이 화장액에서는 유성 성분의 배합 비율이 10~20질량% 정도로 낮게 되어 있다. 그리고 이와 같이 유성 성분의 배합 비율이 낮은 화장액은 유화되기 쉽기 때문에 유화의 문제가 현재화(顯在化)되지 않는 경우가 있다. 따라서, 본 형태의 유화 조성물은 유성 성분의 배합 비율이 많은 경우, 예를 들면 20질량% 이상, 특히 30질량% 이상인 경우에 그 효과가 보다 현저해진다고 할 수 있다.

(수계 매체)

본 형태에서의 유화 조성물의 수계 매체로는 물을 단독으로 사용해도 되고 물에 소정 성분을 혼합시킨 혼합액을 사용해도 된다.

물에 혼합시키는 소정 성분으로는 예를 들면, 에탄올, 이소프로판올 등의 수용성 알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 부탄디올 등의 친수성 다가 알코올류 등을 예시할 수 있다.

(유화제)

본 형태의 유화 조성물에는 셀룰로오스 나노 파이버, 혹은 셀룰로오스 나노 파이버의 분산액과는 별도로 유화제를 혼합시킨다.

유화제로는 예를 들면, 비이온성 계면활성제, 음이온(아니온)성 계면활성제, 양이온(카티온)성 계면활성제, 양성 계면활성제, 인지질 등을 사용할 수 있다. 단, 비이온성 계면활성제의 에스테르형 또는 에스테르·에테르형을 사용하는 것이 바람직하다. 비이온성 계면활성제 에스테르형 또는 에스테르·에테르형을 사용하면 유화제의 선택 범위가 풍부해지기 때문에 유상의 초기 분산성을 향상시키기 위한 설계가 용이해지고, 유화 조성물의 설계, 예를 들면, 유화 조성물의 감촉이나 유동성을 제어하기 위한 설계가 용이해진다.

비이온성 계면활성제로서는 예를 들면, 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 소르비탄지방산에스테르, 및 소르비톨의 지방산에스테르, 그리고 이들의 알킬렌글리콜 부가물, 폴리알킬렌글리콜지방산에스테르, 수크로오스지방산에스테르, 폴리소르베이트20, 폴리소르베이트60, 폴리소르베이트80, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르 등을 예시할 수 있다.

단, 비이온성 계면활성제로는 예를 들면, 폴리옥시에틸렌글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비트지방산에스테르, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌피마자유, 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 폴리옥시에틸렌피토스테롤, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌라놀린, 폴리옥시에틸렌라놀린알코올, 폴리옥시에틸렌황랍 유도체, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌지방산아미드, 폴리옥시에틸렌알킬페닐포름알데히드 축합체, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산(염) 등의 비이온 계면활성제를 사용하는 것도 알맞다.

또한, 본 발명에 의한 효과를 저해하지 않는 범위라면, 예를 들면, 알킬황산에스테르염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, α-올레핀술폰산염 등의 음이온 계면활성제, 염화알킬트리메틸암모늄, 염화디알킬디메틸암모늄, 염화벤잘코늄 등의 양이온 계면활성제, 알킬디메틸아미노아세트산베타인, 알킬아미드디메틸아미노아세트산베타인 등의 양성 계면활성제, 레시틴, 라놀린, 콜레스테롤, 사포닌 등의 계면활성능을 가지는 천연물, 술포숙신산에스테르류나 에틸렌옥사이드·프로필렌옥시드블록 공중합체 등과 같은 저자극성 계면활성제를 사용할 수도 있다.

유화제의 배합량은 유화 조성물 전체량의, 바람직하게는 20질량% 미만, 보다 바람직하게는 15질량% 이하, 특히 바람직하게는 10질량% 이하이다. 유화제의 배합량이 20질량% 이상이면 유화 안정성이 떨어지는 경향이 있다. 이것은 과잉으로 유화제를 첨가하면 셀룰로오스 나노 파이버를 포함하는 수상 부분의 유동성이 저하되는 경향, 혹은 겔화되는 경향이 있고, 결과적으로 수상과 유상의 균일 분산성이 저하되기 때문이라고 생각된다.

셀룰로오스 나노 파이버의 배합량(절건 고형분 환산)은 유화제 배합량의 2.0질량%를 초과하도록 유화제 및/또는 셀룰로오스 나노 파이버의 배합량을 조절하는 것이 바람직하고, 2.1질량% 이상으로 조절하는 것이 보다 바람직하며, 2.2질량% 이상이 되도록 조절하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 나노 파이버의 배합량(2.0질량% 농도의 분산액)은 유화제의 배합량을 초과하도록(100질량% 초과) 유화제 및/또는 셀룰로오스 나노 파이버의 배합량을 조절하는 것이 바람직하고, 105질량% 이상이 되도록 조절하는 것이 보다 바람직하며, 110질량% 이상이 되도록 조절하는 것이 특히 바람직하다. 유화제의 배합량에 대한 셀룰로오스 나노 파이버의 배합량이 지나치게 적으면 셀룰로오스 나노 파이버를 포함하는 수상의 분산성이 악화되고, 특히 셀룰로오스의 응집이나 겔화가 생기기 쉬워지는 경향이 있다.

한편, 예를 들면, 글리세린이나 프로필렌글리콜, 베헤닐알코올 등은 보습제나 점도 조정제 등의 보조제로 사용되기도 하는데, 이들 보조제는 유화제로서도 기능한다. 따라서, 본 형태에서는 유화제의 배합량을 산출함에 있어서 이상의 보조제가 유화제에 포함되는 것으로 한다.

(셀룰로오스 나노 파이버)

본 형태의 유화 조성물에서는 유화제와는 별도로 유화 안정화제(유화 조제)로서 미변성의 셀룰로오스 나노 파이버를 필요에 따라 분산액의 상태로 혼합시킨다. 이하, 셀룰로오스 나노 파이버에 대해 상세하게 설명한다.

셀룰로오스 원료(이하, "원료 펄프"라고도 함)로는 예를 들면, 활엽수, 침엽수 등을 원료로 하는 목재 펄프, 짚·버개스·면·마·인피섬유 등을 원료로 하는 비목재 펄프, 회수 폐지, 손지 등을 원료로 하는 폐지 펄프(DIP) 등 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 한편, 이상의 각종 원료는 예를 들면, 셀룰로오스계 파우더 등이라 불리는 분쇄물(분상물)의 상태 등이어도 된다.

단, 불순물의 혼입을 가급적으로 피하고 셀룰로오스 성분 중에서도 알칼리에 불용인 α-셀룰로오스를 고배합으로 얻을 수 있기 때문에, 비목재 펄프나 폐지 펄프보다도 목재 펄프를 사용하는 편이 바람직하다. 목재 펄프로는 예를 들면, 활엽수 크라프트 펄프(LKP), 침엽수 크라프트 펄프(NKP) 등의 화학 펄프, 기계 펄프(TMP) 등 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

활엽수 크라프트 펄프는 활엽수 표백 크라프트 펄프이어도 되고, 활엽수 미표백 크라프트 펄프이어도 되며, 활엽수 반표백 크라프트 펄프이어도 된다. 마찬가지로, 침엽수 크라프트 펄프는 침엽수 표백 크라프트 펄프이어도 되고, 침엽수 미표백 크라프트 펄프이어도 되며, 침엽수 반표백 크라프트 펄프이어도 된다.

기계 펄프로는 예를 들면, 스톤 그라운드 펄프(SGP), 가압 스톤 그라운드 펄프(PGW), 리파이너 그라운드 펄프(RGP), 케미 그라운드 펄프(CGP), 써모 그라운드 펄프(TGP), 그라운드 펄프(GP), 써모 메카니컬 펄프(TMP), 케미 써모 메카니컬 펄프(CTMP), 리파이너 메카니컬 펄프(RMP), 표백 써모 메카니컬 펄프(BTMP) 등 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

본 형태에서는 셀룰로오스 원료가 미변성인 것이, 즉, TEMPO 산화, 인산, 아인산 등의 인의 옥소산에 의한 변성, 카바메이트 변성 등의 화학 변성이 되어 있지 않은 것이 바람직하다. 이 점에서, 셀룰로오스 원료가 화학 변성되어 있으면, 일반적으로 그 후의 해섬에 의해 얻어지는 셀룰로오스 나노 파이버의 균일성이 높아진다. 특히, 본 형태에서는 유화 조성물 전체량에 대한 셀룰로오스 나노 파이버의 배합량이 적기 때문에, 균일성 향상은 유화 안정성의 중요한 팩터가 된다. 그러나 화학 변성된 셀룰로오스를 사용하면, 정전 반발에 의한 영향에 의해 유화(혼합)액의 유화 안정성이 떨어지게 된다. 따라서, 셀룰로오스 나노 파이버를 유화 안정화제로 사용하는 본 형태에서는 미변성인 편이 바람직하다. 미변성의 셀룰로오스 나노 파이버를 사용하면, 유화 조성물이 호상화(糊狀化)되는 것도 방지되고, 화장료 조성물로 하는 경우에는 점액감 등의 사용감이 향상된다. 한편, 본 발명에서 미변성이란, 셀룰로오스의 해섬 공정 전에 셀룰로오스 표면의 수산기를 변성을 하지 않은 것을 의미하는 것으로 정의한다.

셀룰로오스 원료는 해섬하여 셀룰로오스 나노 파이버로 한다. 이 셀룰로오스 나노 파이버는 통상 분산액의 상태로 얻어진다.

셀룰로오스 나노 파이버를 해섬하기에 앞서서는 화학적 수법에 의해 전(前)처리할 수도 있다. 화학적 수법에 의한 전처리로는 예를 들면, 황산 등의 산에 의한 다당의 가수분해(산처리), 효소에 의한 다당의 가수분해(효소처리)를 예시할 수 있다.

단, 산처리 및 효소처리 중 적어도 어느 하나의 방법에 의한 것이 바람직하다. 이들 방법에 따르면, 셀룰로오스 나노 파이버의 보수도(保水度)를 낮게, 결정화도를 높게 할 수 있고, 셀룰로오스 나노 파이버의 균일성을 높게 할 수 있다. 이 점에서, 셀룰로오스 나노 파이버의 보수도가 낮으면 탈수되기 쉬워지고, 셀룰로오스 나노 파이버의 분산액(슬러리)의 탈수성이 향상된다. 또한, 펄프(셀룰로오스 원료)가 가지는 헤미셀룰로오스나 셀룰로오스의 비정(非晶) 영역이 분해되고, 미세화 처리의 에너지를 저감할 수 있으며, 셀룰로오스 섬유의 균일성이나 분산성을 향상시킬 수 있다. 한편, 셀룰로오스 섬유의 분산성은 예를 들면, 셀룰로오스 나노 파이버의 균일성 향상에 도움이 된다. 단, 전처리는 셀룰로오스 나노 파이버의 애스펙트비를 저하시키기 때문에, 과도한 전처리는 피하는 것이 바람직하다.

효소 처리에 사용하는 효소로는 셀룰라아제계 효소 및 헤미셀룰라아제계 효소 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하고, 양쪽을 병용하는 것이 보다 바람직하다. 이들 효소를 사용하면 해섬이 용이해진다. 한편, 셀룰라아제계 효소는 물 공존하에서 셀룰로오스의 분해를 야기한다. 또한, 헤미셀룰라아제계 효소는 물 공존하에서 헤미셀룰로오스의 분해를 야기한다.

셀룰라아제계 효소로는 예를 들면, 트리코데르마(Trichoderma, 사상균)속, 아크레모늄(Acremonium, 사상균)속, 아스페르길루스(Aspergillus, 사상균)속, 파네로차에테(Phanerochaete, 담자균)속, 트라메테스(Trametes, 담자균)속, 휴미콜라(Humicola, 사상균)속, 바실러스(Bacillus, 세균)속, 치마버섯(Schizophyllum, 담자균)속, 스트렙토마이세스(Streptomyces, 세균)속, 슈도모나스(Pseudomonas, 세균)속 등이 산생하는 효소를 사용할 수 있다. 이들 셀룰라아제계 효소는 시약이나 시판품으로 구입이 가능하다. 시판품으로는 예를 들면, 셀룰로이신T2(에이치피아이사 제품), 메이셀라아제(메이지 세이카사 제품), 노보자임188(노보자임사 제품), 멀티펙트CX10L(제넨코어사 제품), 셀룰라아제계 효소GC220(제넨코어사 제품) 등을 예시할 수 있다.

또한, 셀룰라아제계 효소로는 EG(엔도글루카나아제) 및 CBH(셀로비오하이드로라아제) 중 어느 것이나 사용할 수도 있다. EG 및 CBH는 각각을 단체로 사용해도 되고 혼합해서 사용해도 된다. 또한, 헤미셀룰라아제계 효소와 혼합하여 사용해도 된다.

헤미셀룰라아제계 효소로는 예를 들면, 크실란을 분해하는 효소인 크실라나아제(xylanase), 만난을 분해하는 효소인 만나아제(mannase), 아라반을 분해하는 효소인 아라바나아제(arabanase) 등을 사용할 수 있다. 또한, 펙틴을 분해하는 효소인 펙티나아제도 사용할 수 있다.

헤미셀룰로오스는 식물세포벽의 셀룰로오스 마이크로 피브릴 사이에 있는 펙틴류를 제외한 다당류이다. 헤미셀룰로오스는 다종 다양하고 목재의 종류나 세포벽의 벽층 사이에서도 다르다. 침엽수의 2차 벽에서는 글루코만난이 주성분이며, 활엽수의 2차 벽에서는 4-O-메틸글루크로노크실란이 주성분이다. 따라서, 침엽수 표백 크라프트 펄프(NBKP)로부터 미세섬유를 얻는 경우는 만나아제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 활엽수 표백 크라프트 펄프(LBKP)로부터 미세섬유를 얻는 경우는 크실라나아제를 사용하는 것이 바람직하다.

셀룰로오스 원료에 대한 효소의 첨가량은 예를 들면, 효소의 종류, 원료가 되는 목재의 종류(침엽수인지 활엽수인지), 기계 펄프의 종류 등에 따라 정해진다. 단, 셀룰로오스 원료에 대한 효소의 첨가량은 바람직하게는 0.1~10질량%, 보다 바람직하게는 0.2~5질량%, 특히 바람직하게는 0.3~3질량%이다. 효소의 첨가량이 0.1질량%를 하회하면, 효소의 첨가에 의한 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있다. 한편, 효소의 첨가량이 10질량%를 상회하면, 셀룰로오스가 당화되고, 미세섬유의 수율이 저하될 우려가 있다. 또한, 첨가량의 증량에 걸맞는 효과의 향상을 인정할 수 없다는 문제도 있다.

효소로서 셀룰라아제계 효소를 사용하는 경우, 효소처리 시의 pH는 효소반응의 반응성의 관점에서 약산성 영역(pH=3.0~6.9)인 것이 바람직하다. 한편, 효소로서 헤미셀룰라아제계 효소를 사용하는 경우, 효소처리 시의 pH는 약알카리성 영역(pH=7.1~10.0)인 것이 바람직하다.

효소처리 시의 온도는, 효소로서 셀룰라아제계 효소 및 헤미셀룰라아제계 효소 중 어느 것을 사용하는 경우에도 바람직하게는 30~70℃, 보다 바람직하게는 35~65℃, 특히 바람직하게는 40~60℃이다. 효소처리 시의 온도가 30℃ 이상이면 효소활성이 저하되기 어려워져, 처리 시간의 장기화를 방지할 수 있다. 한편, 효소처리 시의 온도가 70℃ 이하이면 효소의 실활을 방지할 수 있다.

효소처리의 시간은 예를 들면, 효소의 종류, 효소처리의 온도, 효소처리 시의 pH 등에 의해 정해진다. 단, 일반적인 효소처리의 시간은 0.5~24시간이다.

효소처리한 후에는 효소를 실활시키는 것이 바람직하다. 효소를 실활시키는 방법으로는 예를 들면, 알칼리 수용액(바람직하게는 pH 10 이상, 보다 바람직하게는 pH 11 이상)을 첨가하는 방법, 80~100℃의 열수를 첨가하는 방법 등이 존재한다.

또한, 해섬에 앞서 알칼리 처리하면, 펄프가 가지는 헤미셀룰로오스나 셀룰로오스의 수산기가 일부 해리되고 분자가 음이온화됨으로써 분자 내 및 분자 간 수소결합이 약해져, 해섬에서의 셀룰로오스 섬유의 분산이 촉진되지만, 본 형태에서 셀룰로오스의 변성이 바람직하지 않은 것은 전술한 바와 같다.

원료 펄프의 해섬은 예를 들면, 비터, 고압 호모지나이저, 고압균질화 장치 등의 호모지나이저, 그라인더, 마쇄기 등의 맷돌식 마찰기, 단축 혼련기, 다축 혼련기, 니더 리파이너, 제트밀 등을 사용하여 원료 펄프를 고해(叩解)함으로써 실시할 수 있다. 단, 리파이너나 제트밀을 사용하여 실시하는 것이 바람직하다.

원료 펄프의 해섬은 얻어질 셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 지름, 평균 섬유 길이, 보수도(保水度), 결정화도, 의사(擬似) 입도 분포의 피크값, 펄프 점도, 중합도, 분산액의 B형 점도가 이하에 나타내는 바와 같은 원하는 값 또는 평가가 되도록 실시하는 것이 바람직하다.

셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 지름(평균 섬유폭. 단섬유의 직경 평균)은 바람직하게는 10~1000㎚, 보다 바람직하게는 10~100㎚, 특히 바람직하게는 10~80㎚이다. 셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 지름이 10㎚를 하회하면, 셀룰로오스 나노 파이버 분산액의 점도가 과잉으로 상승되고 유화 조성물의 점도도 상대적으로 증가하여, 원하는 양의 셀룰로오스 나노 파이버를 배합할 수 없게 될 우려가 있다.

한편, 셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 지름이 1000㎚를 상회하면, 유화 조성물의 유동성의 악화, 또한 감촉적으로 불쾌감을 주게 될 우려가 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 지름은 예를 들면, 원료 펄프의 선정, 전처리, 해섬 등에 의해 조정할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 지름의 측정 방법은 다음과 같다.

우선, 고형분 농도 0.01~0.1질량%의 셀룰로오스 나노 파이버의 수분산액 100㎖를 테프론(등록상표)제 멤브레인 필터로 여과하고, 에탄올 100㎖로 1회, t-부탄올 20㎖로 3회 용매 치환한다. 다음으로 동결 건조하고, 오스뮴 코팅하여 시료로 한다. 이 시료에 대해, 구성할 섬유의 폭에 따라 3,000배~30,000배 중 어느 하나의 배율로 전자현미경 SEM 화상에 의한 관찰을 실시한다. 구체적으로는 관찰 화상에 2개의 대각선을 긋고, 대각선의 교점을 통과하는 직선을 임의로 3개 긋는다. 또한, 이 3개의 직선과 교착하는 합계 100개의 섬유의 폭을 육안으로 계측한다. 그리고 계측값의 중위 지름을 평균 섬유 지름으로 한다.

셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 길이(단섬유의 길이)는 바람직하게는 0.3~200㎛, 보다 바람직하게는 0.4~200㎛, 특히 바람직하게는 0.5~200㎛이다. 셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 길이가 200㎛를 상회하면 섬유끼리가 응집되고, 유화 조성물의 유동성 악화, 즉 감촉의 악화로 이어질 우려가 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 길이는 예를 들면, 원료 펄프의 선정, 전처리, 해섬 등에 의해 조정할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 평균 섬유 길이의 측정 방법은 평균 섬유 지름의 경우와 마찬가지로 하여 각 섬유의 길이를 육안으로 계측한다. 계측값의 중위 길이를 평균 섬유 길이로 한다.

셀룰로오스 나노 파이버의 보수도는 바람직하게는 500% 이하, 보다 바람직하게는 300~480%이다. 셀룰로오스 나노 파이버의 보수도가 300%를 하회하면, 유화 안정감이 얻어지지 않고, 또한 이물감의 발생으로 이어질 가능성이 있다.

한편, 셀룰로오스 나노 파이버의 보수도가 500%를 상회하면, 셀룰로오스 나노 파이버 자체의 보수력이 높아져 유화 안정화로 이어지긴 하지만, 수적(水滴) 혹은 유적(油滴)의 균일화가 어려워질 우려가 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 보수도는 예를 들면, 원료 펄프의 선정, 전처리, 해섬 등에 의해 조정할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 보수도는 JAPAN TAPPI No.26(2000)에 준거하여 측정한 값이다.

셀룰로오스 나노 파이버 결정화도는 50% 이상인 것이 바람직하고, 55% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, CNF의 결정화도는 90% 이하인 것이 바람직하고, 86% 이하인 것이 보다 바람직하다. CNF의 결정화도가 이상의 범위 내이면, 유화에서 사용하는 셀룰로오스 이외의 재료와의 물리적·화학적인 영향을 받기 어려워, 유화 안정성을 유지하기 쉽다.

셀룰로오스 나노 파이버의 결정화도는 예를 들면, 원료 펄프의 선정, 전처리, 해섬 등으로 임의로 조정할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 결정화도는 JIS K 0131(1996)에 준거하여 측정한 값이다.

셀룰로오스 나노 파이버의 의사 입도 분포곡선에서의 피크값은 1개의 피크인 것이 바람직하다. 1개의 피크인 경우, 셀룰로오스 나노 파이버는 섬유 길이 및 섬유 지름의 균일성이 높고, 셀룰로오스 섬유 슬러리의 탈수성이 뛰어나다.

셀룰로오스 나노 파이버의 피크값은 예를 들면 1~100㎛, 바람직하게는 3~80㎛, 보다 바람직하게는 5~60㎛이다.

셀룰로오스 나노 파이버의 피크값은 예를 들면, 원료 펄프의 선정, 전처리, 해섬 등에 의해 조정할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 피크값은 ISO-13320(2009)에 준거하여 측정한 값이다. 보다 상세하게는 우선 입도분포 측정장치(가부시키가이샤 세이신 기업의 레이저 회절·산란식 입도분포 측정기)를 사용하여 셀룰로오스 나노 파이버의 수분산액의 체적기준 입도분포를 조사한다. 다음으로, 이 분포로부터 셀룰로오스 나노 파이버의 중위 지름을 측정한다. 이 중위 지름을 피크값으로 한다.

셀룰로오스 나노 파이버의 펄프 점도는 바람직하게는 1~10cps, 보다 바람직하게는 2~9cps, 특히 바람직하게는 3~8cps이다. 펄프 점도는 셀룰로오스를 구리에틸렌디아민액에 용해시킨 후의 용해액의 점도이며, 펄프 점도가 클수록 셀룰로오스의 중합도가 큰 것을 나타낸다. 펄프 점도가 이상의 범위 내이면, 유화 안정성으로 이어지고, 이물감의 발생을 억제할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 펄프 점도는 TAPPI T 230에 준거하여 측정한 값이다.

해섬하여 얻어진 셀룰로오스 나노 파이버는 필요에 따라 다른 성분과 혼합하기에 앞서 수계 매체 중에 분산시켜 원하는 분산액으로 해둘 수 있다. 수계 매체는 전체량이 물인 것이 특히 바람직하다(수용액). 단, 수계 매체는 일부가 물과 상용성을 가지는 다른 액체이어도 된다. 다른 액체로는 예를 들면, 탄소수 3 이하의 저급 알코올류 등을 사용할 수 있다.

셀룰로오스 나노 파이버의 중합도는 바람직하게는 300 이상, 보다 바람직하게는 350~1800, 특히 바람직하게는 400~1700이다. 중합도가 300을 하회하면, 유화 안정성의 저해, 유화 조성물의 이물감으로 이어질 우려가 있다. 한편, 중합도는 셀룰로오스의 최소 구성 단위인 "β-글루코오스 2분자"의 연결 수이다. 본 형태에서 중합도는 구리에틸렌디아민 용액을 사용한 점도법으로 구한다.

셀룰로오스 나노 파이버의 분산액(농도 1.5%)의 B형 점도는 바람직하게는 1,000cps~20,000cps, 보다 바람직하게는 1,000~10,000cps, 특히 바람직하게는 1,000~5,000cps이다. 분산액의 B형 점도를 이상의 범위 내로 하면, 유화 조성물을 구성하는 다른 성분과의 혼합·분산이 용이해진다.

셀룰로오스 나노 파이버의 분산액의 B형 점도(농도 1.5%)는 JIS-Z8803(2011)의 "액체의 점도 측정 방법"에 준거하여 측정한 값이다. B형 점도는 분산액을 교반했을 때의 저항 토크이며, 높을수록 교반에 필요한 에너지가 많아지는 것을 의미한다.

셀룰로오스 나노 파이버의 고형분 농도는 바람직하게는 0.1%~5.0%, 보다 바람직하게는 0.3~4.0%, 특히 바람직하게는 0.5~3.0%이다. 셀룰로오스 나노 파이버의 고형분 농도가 0.1%를 하회하면 유동성이 지나치게 높아져, 유화 후의 분산 안정화를 해칠 우려가 있다. 또한, 셀룰로오스 나노 파이버의 고형분 농도가 5.0질량%를 상회해도 유동성이 현저하게 저하됨으로써, 다른 성분과 혼합하는 것이 어려워질 우려가 있고 슬러리 자체의 유동성이 저하되어 버려 균일하게 혼합할 수 없게 될 우려가 있다.

유화 조성물 중의 셀룰로오스 나노 파이버(2.0질량% 농도의 분산액)의 함유율은 바람직하게는 5~90질량%, 보다 바람직하게는 5~85질량%, 특히 바람직하게는 5~80질량%이다. 셀룰로오스 나노 파이버의 함유율이 5질량%를 하회하면, 유화 안정성이 없어져, 유화 조성물의 침전·분리가 발생하기 쉬워질 우려가 있다.

(기타 성분)

유화 안정성을 증강시키는 성분으로서, 셀룰로오스 나노 파이버와는 별도로 크산탄검, 카르복시에틸셀룰로오스, 카르복시비닐 폴리머 등의 고분자계 성분을 병용할 수도 있다. 이들 고분자계 성분은 모두 물을 증점(增粘)시켜서 유화 조성물을 안정화시키는 것이다.

본 형태의 유화 조성물을 화장료 조성물의 성분으로 사용하는 경우는 기능성 성분으로서, 예를 들면, 파라아미노안식향산 및 그의 유도체, 호모메틸-7N-아세틸알란토일아닐레이트, 부틸메톡시벤조일메탄, 디-파라메톡시신남산-모노-2-에틸헥산산글리세릴, 옥틸신나메이트 등의 파라메톡시신남산 유도체, 아밀살리실레이트 등의 살리실산 유도체, 2,4-디하이드록시벤조페논 등의 벤조페논 유도체, 디메톡시벤질리덴디옥소이미다졸린프로피온산에틸헥실, 아세트산 액상 라놀린, 황금뿌리 추출 엑기스, 트리아닐리노-p-카르보에틸헥실옥시-트리아진 등의 자외선 흡수제; 알부틴, 코직산, 인산아스코르브산마그네슘 등의 아스코르브산 및 그의 유도체, 글루타치온, 감초 엑기스, 정향 엑기스, 차 추출물, 아스타크산틴, 소태반 엑기스, 토코페롤 및 그의 유도체, 트라넥삼산 및 그의 염, 아줄렌, γ-하이드록시부티르산 등의 미백 성분; 말티톨, 소르비톨, 글리세린, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글리콜 등의 다가 알코올, 피롤리돈카르복실산소다, 락트산소다, 구연산소다 등 유기산 및 그의 염, 히알루론산소다 등 히알루론산 및 그의 염, 효모 및 효모 추출액의 가수분해물, 효모 배양액, 유산균 배양액 등 발효대사산물, 콜라겐, 엘라스틴, 케라틴, 세리신 등의 수용성 단백, 콜라겐 가수분해물, 카제인 가수분해물, 실크 가수분해물, 폴리아스파라긴산나트륨 등의 펩티드류 및 그의 염, 트레할로오스, 자일로바이오스, 말토오스, 자당, 포도당, 식물성 점질 다당 등의 당류·다당류 및 그의 유도체, 수용성 키틴, 키토산, 펙틴, 콘드로이틴황산 및 그의 염 등의 글리코사미노글리칸 및 그의 염, 글리신, 세린, 트레오닌, 알라닌, 아스파라긴산, 티로신, 발린, 류신, 아르기닌, 글루타민, 프롤린산 등의 아미노산, 아미노카르보닐 반응물 등의 당아미노산 화합물, 알로에, 마로니에 등의 식물 추출액, 트리메틸글리신, 요소(尿素), 요산, 암모니아, 레시틴, 라놀린, 스쿠알란, 스쿠알렌, 글루코사민, 크레아티닌, DNA, RNA 등의 핵산 관련 물질 등의 보습제; 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스하이드록시프로필트리메틸암모늄클로라이드에테르, 에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸하이드록시프로필셀룰로오스, 가용성 전분, 카르복시메틸 전분, 메틸 전분, 알긴산프로필렌글리콜에스테르, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐메틸에테르, 카르복시비닐폴리머, 폴리아크릴산, 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 아라비아검, 크산탄검, 구아검, 로커스트빈검, 퀸스씨드, 카라기난, 갈락탄, 펙틴, 만난, 전분, 덱스트란, 석시노글루칸, 커들란, 히알루론산, 젤라틴, 카제인, 알부민, 콜라겐, 메톡시에틸렌 무수 말레산 공중합체, 양성 메타크릴산에스테르 공중합체, 폴리염화디메틸메틸렌피페리디늄, 폴리아크릴산에스테르 공중합체, 폴리아세트산비닐, 니트로셀룰로오스, 실리콘레진, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 디스테아르산폴리에틸렌글리콜 등의 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌디올레산메틸글루코시드 등의 폴리옥시에틸렌지방산에스테르메틸글리코시드, 테트라데센술폰산 등의 α-올레핀술폰산 등의 증점제; 에틸렌디아민4아세트산 및 그의 염류, 하이드록시에틸렌디아민3아세트산 및 그의 염류, 인산, 아스코르브산, 숙신산, 글루콘산, 폴리인산염류, 메타인산염류 등의 금속 이온 봉쇄제; 에탄올, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜 등의 유기 용제, 부틸하이드록시톨루엔, 토코페롤, 피트산 등의 산화방지제; 안식향산 및 그의 염, 살리실산 및 그의 염, 소르브산 및 그의 염, 파라옥시안식향산알킬에스테르(에틸파라벤, 부틸파라벤 등) 및 그의 염, 데하이드로아세트산 및 그의 염류, 파라클로르메타크레졸, 헥사클로로펜, 붕산, 레조르신, 트리브롬살란, 오르토페닐페놀, 글루콘산클로르헥시딘, 티람, 감광소 201호, 페녹시에탄올, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 할로카반, 염화클로르헥시딘, 트리클로로카바닐리드, 아세트산토코페롤, 징크피리치온, 히노키티올, 페놀, 이소프로필메틸페놀, 2,4,4-트리클로로-2-하이드록시페놀, 헥사클로로펜 등의 항균, 방부제; 구연산, 말산, 주석산, 락트산, 아디프산, 글루탐산, 아스파라긴산, 말레산 등의 유기산; 비타민A 및 그의 유도체; 비타민B6염산염, 비타민6트리팔미테이트, 비타민B6디옥타노에이트, 비타민B2 및 그의 유도체 등의 비타민B류; 아스코르브산, 아스코르브산황산에스테르, 아스코르브산인산에스테르 등의 비타민C류, α토코페롤, β토코페롤, γ토코페롤 등의 비타민E류, 비타민D류, 비타민H, 판토텐산 등의 비타민류, 니코틴산아미드, 니코틴산벤질, γ-오리자놀, 알란토인, 글리시리직산(염)글리시르레틴산 및 그의 유도체, 히노키티올, 뮤시딘, 비사보롤, 유칼립톨, 티몰이노시톨, 사포닌류(키라야사포닌, 아즈키사포닌, 수세미사포닌 등) 트라넥삼산, 판토테닐에틸에테르, 에티닐에스트라디올, 세파란틴(cepharanthine), 태반 엑기스, 쓴풀 엑기스, 세파란틴, 비타민E 및 그의 유도체, 감마오리자놀 등의 혈행 촉진제, 고추틴크, 생강틴크, 칸타리스틴크, 니코틴산벤질에스테르 등의 국소 자극제, 비타민A류, 비타민B군, 비타민D군, 비타민E, 판토텐산, 비타민H 등의 각종 비타민이나 아미노산 등의 영양제, 글리시르레틴산, 글리시리직산 유도체, 염화칼프로늄, 노닐산바닐릴아미드, 알란토인, 아줄렌, 아미노카프로산, 하이드로코르티손 등의 항염증제, 산화아연, 황산아연, 알란토인하이드록시알루미늄, 염화알루미늄, 술포석탄산아연, 탄닌산 등의 수렴제, 멘톨, 캠퍼 등의 청량제, 항히스타민제, 고분자 실리콘, 환상 실리콘 등의 실리콘계 물질, 토코페롤류, BHA, BHT, 몰식자산, NDGA 등의 산화방지제 등의 각종 약제; 사카로미세스 등의 효모, 사상균, 박테리아, 우태반, 인태반, 인제대, 효모, 소 콜라겐, 우유 유래 단백, 밀, 대두, 소 혈액, 돼지 혈액, 계관, 카밀레, 오이, 쌀, 시어버터, 자작나무, 차, 토마토, 마늘, 하마멜리스, 장미, 수세미, 홉, 복숭아, 살구, 레몬, 키위, 삼백초, 산초, 고삼, 참소리쟁이, 개연꽃, 샐비어, 톱풀, 당아욱, 천궁이, 쓴풀, 타임, 당귀, 등피, 자작나무, 쇠뜨기, 마로니에, 바위취, 아르니카, 백합, 쑥, 작약, 알로에, 알로에베라, 황금, 황백, 황화, 잇꽃, 치자, 자근, 대추, 진피, 당근, 율무쌀, 율무, 치자나무, 화백나무 등의 동식물·미생물 및 그 일부로부터 유기 용매, 알코올, 다가 알코올, 물, 수성 알코올 등으로 추출 또는 가수분해하여 얻은 천연 엑기스; 색소류; 탄산칼슘, 탤크, 카올린, 마이카, 황, 라우로일리신, 미립자 실리카, 이산화티탄, 이산화아연, 벵갈라, 황산화철, 흑산화철, 나일론12 분말, 폴리메틸메타크릴레이트 분말, 폴리에틸렌 분말, 폴리스티렌 분말 등의 분말 성분; 양이온화 셀룰로오스, 카르복시비닐 폴리머, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피롤리돈/아세트산비닐 공중합체, 크산탄검, 하이드록시에틸셀룰로오스 등의 고분자 첨가제; 향료류; 킬레이트제; 트리에탄올아민이나 수산화칼륨, 붕사 등의 알칼리; 산화방지제 등을 알맞게 사용할 수 있다. 이들 성분의 배합량은 화장료 조성물의 목적에 따라 적절히 정해진다.

(제조 방법)

본 형태의 유화 조성물의 제조 방법은 유상을 조정하는 공정, 수상을 조정하는 공정, 및 유상 및 수상을 혼합하는 유화 공정을 적어도 가진다.

본 형태의 방법에 있어서는 셀룰로오스 나노 파이버를 통상 분산액의 상태로 수상의 조정 공정 및 유화 공정 중 적어도 어느 하나에서, 바람직하게는 수상 공정에서 첨가한다. 한편, 유화제는 유상의 조성 공정, 수상의 조정 공정, 및 유화 공정 중 적어도 어느 하나에서, 바람직하게는 유상 공정에서 첨가한다.

유화 처리(공정)는 다양하게 생각할 수 있는데, 유화 안정성이 뛰어나면서 사용감도 뛰어난 유화 조성물을 얻는 방법으로서, 예를 들면, 기계 유화법, D상 유화법, 전상(轉相) 유화법, 액정 유화법, 아미노산 겔 유화법을 예시할 수 있다. 기계 유화법에는 예를 들면, 고압 호모지나이저, 콜로이드 밀, 나노마이저, 마이크로플루이다이저, 프로펠라가 달린 교반기, 호모믹서, 호모디스퍼 등을 사용할 수 있다. 또한, 프로펠라가 달린 교반기, 호모믹서, 호모디스퍼 등을 이용하는 경우는 회전 수 500rpm 이상, 바람직하게는 800rpm 이상, 더 바람직하게는 2000rpm 이상, 특히 바람직하게는 5000rpm 이상이다.

실시예

다음으로, 본 발명의 시험예를 설명한다.

(시험예 1~4)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실, 디메틸실리콘오일, 피마자유, 또는 헵탄 132g을 측정하고, 다음으로 계면활성제(유화제)로서 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 2g을 넣고, 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 다음으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 66g을 첨가하고, 유화시켰다. 이 유화에서는 프로펠라 교반기로 1000rpm의 조건으로 5분간 교반했다. 질량비로 유성 성분(팔미트산에틸헥실, 디메틸실리콘오일, 피마자유, 헵탄) 66%(유상), 미변성의 CNF(유화 안정화제)를 포함하는 수계 매체 33%(수상), 계면활성제(유화제) 1%이다.

시험 결과로는 유화 안정성으로서 교반 직후의 유화 안정성(초기 유화 안정성)과, 24시간 후의 유화 안정성(24시간 후 유화 안정성)을 확인했다. 균일하게 유화한 경우를 ○, 응집물이 있는 경우를 △, 수상과 유상이 분리된 경우를 ×로 했다. 이하의 시험예에서도 마찬가지이다. 한편, 도 1에 나타내는 것은 왼쪽에서 첫 번째가 균일하게 유화된 경우(○)의 예(시험예 1), 왼쪽에서 두 번째가 응집물이 있는 경우(△)의 예(시험예 11), 왼쪽에서 세 번째가 수상과 유상이 분리된 경우(×)의 예(시험예 14)의 사진이다. 시험예 1~4에서는 어느 유성 성분이어도 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 5)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실 128g을 측정하고, 한편, 수분 조정으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 60g과 계면활성제인 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 12g을 혼합 교반한 것을 유성 성분에 투입하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 6)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실 128g을 측정하고, 한편, 수분 조정으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 60g과 계면활성제인 모노라우르산폴리옥시에틸렌소르비탄 12g을 혼합 교반한 것을 유성 성분에 투입하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 7)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실 149g을 측정하고, 다음으로 계면활성제(유화제)인 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 2g을 유성 성분에 넣고, 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 다음으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 49g을 첨가하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 8)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실을 99g을 측정하고, 다음으로 계면활성제(유화제)인 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 2g을 유성 성분에 넣고, 한편, 수분 조정으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 49g과 정제수를 50g을 혼합하고, 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 이 교반된 것을 상기 유성 성분에 투입하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 9)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실을 66g, 디메틸실리콘을 66g을 측정하여 혼합하고, 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 다음으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 66g을 유성 성분에 첨가하고, 마지막으로 계면활성제(유화제)인 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 2g을 유성 성분에 넣고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 10)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실을 120g을 측정하고, 계면활성제(유화제)인 모노라우르산폴리옥시에틸렌소르비탄 30g을 유성 성분에 넣고 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 다음으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 50g을 유성 성분에 첨가하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 유화 조성물은 분리되지 않았다.

(시험예 11)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실 132g을 측정하고, 다음으로 계면활성제(유화제)인 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 2g을 유성 성분에 넣고, 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 다음으로 유화 안정화제로서 TEMPO 산화 CNF(2.0% 농도) 66g을 첨가하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 교반 직후로부터 균일 분산은 하지 않아, 응집물이 생성됐다.

(시험예 12)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실 132g을 측정하고, 다음으로 계면활성제(유화제)인 올레산폴리옥시에틸렌소르비탄 2g을 유성 성분에 넣고, 프로펠라 교반기로 300rpm의 조건으로 교반했다. 다음으로 정제수 66g을 첨가하고(유화 안정화제(CNF)를 포함하지 않는 조건), 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 초기 분산성은 좋았으나, 24시간 후, 수상 및 유상의 분리가 발생했다.

(시험예 13)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 피마자유 132g을 측정하고, 다음으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 66g을 첨가하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 이 시험에서는 유화제는 사용하지 않았다. 초기 분산성은 좋았으나, 24시간 후, 수상 및 유상의 분리가 발생했다.

(시험예 14)

300㎖ 비커에 유성 성분으로서 팔미트산에틸헥실 120g을 측정하고, 다음으로 계면활성제(유화제)인 모노라우르산폴리옥시에틸렌소르비탄 40g을 유성 성분에 넣고, 프로펠라 교반기로 300rpm 조건으로 교반했다. 다음으로 유화 안정화제로서 미변성의 CNF 분산액(2.0% 농도) 40g을 첨가하고 유화시켰다. 이 유화는 프로펠라 교반기로 1,000rpm의 조건으로 5분간 교반하여 실시했다. 교반 직후로부터 균일 분산은 하지 않아, 초기 분산으로부터 분리되는 경향이 있어, 상분리가 발생했다.

한편, 사용한 CNF는 이하와 같다.

미변성 기계처리 CNF: 다이오 페이퍼사 제품의 기계처리 CNF

TEMPO 산화 CNF: 다이이치 고교 세이야쿠사 제품

(고찰)

시험예 1과 시험예 12의 대비에서, 유성 성분과 유화제를 혼합한 경우, 일시적으로 유화 상태가 되지만 경시 안정성이 없고, CNF를 배합함으로써 경시 안정성이 향상되는 것을 알 수 있다.

시험예 3과 시험예 13의 대비에서, 유성 성분과 CNF를 혼합하면 일시적으로는 유화 상태가 되지만, 유화제를 배합하지 않으면 경시 안정성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

본 시험결과로부터, 유성 성분과 수계 매체를 유화시키면서 안정화시키기 위해서는 미변성의 CNF를 유화 안정화제로서 첨가하는 것이 적합한 것을 알 수 있다. 이 점에서, 변성 CNF는 유화 안정제로서 바람직하지 않은 것도 알 수 있다.

시험예 10과 시험예 14의 대비에서, 유화제의 배합량을 20% 미만으로 하면 바람직한 것을 알 수 있다.

본 발명은 유화 조성물, 화장료 조성물, 및 유화 조성물의 제조 방법으로 이용 가능하다.

Claims (5)

1. 유성 성분, 수계 분산매, 유화제, 및 셀룰로오스 나노 파이버를 포함하고,
   상기 셀룰로오스 나노 파이버는 유화 안정화제이며 미(未)변성의 셀룰로오스를 해섬(解纖)한 것이고,
   상기 유화제의 배합량이 유화 조성물 전체량의 20질량% 미만인 것을 특징으로 하는 유화 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유화제가 지방산 및 지방산에스테르 중 적어도 어느 하나를 포함하는 비이온 계면활성제인, 유화 조성물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 셀룰로오스 나노 파이버의 배합량(절건 고형분 환산)이 상기 유화제 배합량의 2.0질량%를 초과하는 양인, 유화 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 유화 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
5. 유상(油相)을 조정하는 공정, 수상(水相)을 조정하는 공정, 및 상기 유상 및 상기 수상을 혼합하는 유화 공정을 가지며,
   미(未)변성의 셀룰로오스를 해섬(解纖)하여 얻은 셀룰로오스 나노 파이버를 상기 수상의 조정 공정 및 상기 유화 공정 중 적어도 하나에서 첨가하고,
   유화제를 상기 유상의 조성 공정, 상기 수상의 조정 공정, 및 상기 유화 공정 중 적어도 어느 하나에서 첨가하는 것을 특징으로 하는 유화 조성물의 제조 방법.

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