WO2019203546A1 - 비계면활성제형 오일-물 분산 조성물, 비계면활성제형 물-오일 분산 조성물 및 이들의 제조방법 - Google Patents

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나현섭
김혜민
이자은
조아름
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김철환
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Definitions

  • the present invention relates to a non-surfactant type oil-water (O / W) dispersion composition, a non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition, and a method for preparing the same.
  • O / W oil-water
  • W / O water-oil
  • One method is the use of surfactants.
  • surfactants in particular, in the case of oil-in-water (O / W) dispersions in which oil is dispersed in water or water-in-water (W / O) dispersions in which water is dispersed in oil, in order to stabilize the dispersion state of the dispersion, additional surfactants necessary for emulsification are added. Sufficient stability can be maintained.
  • a surfactant has the advantage that it can be stabilized through uniform dispersion, but depending on the use of the surfactant, in terms of usability, such as poor stickiness and unpleasant feeling of greasyness or a large amount of oily residue, depending on the use of the surfactant In addition to the serious disadvantages, there was a problem that the user causes the rash by the use of a surfactant.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0053775 (2011.05.24), nano-powder dispersion device using focused ultrasound and dispersion method using the same
  • the present inventors have completed the present invention by confirming that when the droplets of very small size are prepared, excellent dispersibility can be ensured even without using a surfactant.
  • an object of the present invention is to use a non-surfactant oil-water having good usability, such as spreadability and spreadability without using a surfactant, and without causing phase separation even with changes in the use environment.
  • O / W) dispersion composition or non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition O / W) dispersion composition or non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition.
  • Another object of the present invention to provide a cosmetic composition or a pharmaceutical composition comprising the composition.
  • the present invention is a dispersion composition
  • a dispersion composition comprising a non-polar solvent droplet in a polar solvent, a non-surfactant oil-water (O) having a transparency of 90 to 100% of the dispersion composition. / W) to provide a dispersion composition.
  • the present invention comprises the steps of a) impregnating a non-polar solvent in silica; b) mixing the silica impregnated with the non-polar solvent prepared in step a) with a polar solvent; And c) impinging the silica impregnated with the nonpolar solvent prepared in step b) to produce a nonpolar solvent droplet, thereby including the nonpolar solvent droplet in the polar solvent.
  • a process for preparing an oil-water (O / W) dispersion composition is provided.
  • the present invention provides a dispersion composition comprising polar solvent droplets in a nonpolar solvent, wherein the dispersion composition has a transmittance of 90 to 100%, and provides a non-surfactant water-oil (W / O) dispersion composition. do.
  • the present invention comprises the steps of a) impregnating a polar solvent with silica; b) mixing the silica impregnated with the polar solvent prepared in step a) with a nonpolar solvent; And c) applying polarity to the mixture of silica and nonpolar solvent impregnated with the polar solvent prepared in step b) to produce polar solvent droplets, thereby including the polar solvent droplets in the nonpolar solvent.
  • W / O non-surfactant type water-oil
  • the dispersion composition of the present invention has the advantage that the phase separation phenomenon does not occur even when the use environment is changed, and when used on the skin without using a surfactant, there is an advantage that the usability, such as spreadability and spreadability, is good.
  • FIG. 1 is a photograph of droplets in an oil-water (O / W) dispersion composition according to an embodiment of the present invention using CryoTEM (JEMOL, JEM-3011HR, FEI, Tecnai G2 spirit TWIN).
  • FIG. 2 is another photograph of droplets in an oil-water (O / W) dispersion composition according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 4 are photographs showing the phase separation characteristics of the oil-water (O / W) dispersion composition according to the embodiment of the present invention.
  • a dispersion composition containing a polar solvent and a non-polar solvent when used in the skin without a surfactant, it is not only good usability, such as spreadability and spreadability, but also does not cause a phase separation phenomenon in the change of the use environment,
  • various active ingredients are added to the droplets of very small size to provide a transdermal delivery function through the skin and the like, as well as the performance of intravenous injection or oral administration, thereby providing a dispersion composition having excellent absorption rate.
  • the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition referred to herein is a dispersion composition comprising nonpolar solvent droplets in a polar solvent, wherein the dispersion composition has a transparency of 90 to 100%. It is characterized by.
  • Typical oil-water dispersion compositions include surfactants to prevent phase separation and to facilitate dispersion.
  • the use of a surfactant has the advantage that it can be stabilized through uniform dispersion, but depending on the use of the surfactant, in terms of usability, such as poor sticking property and unpleasant feeling of use, such as stickiness or oily residues remaining, There was a serious disadvantage.
  • the present inventors have completed the present invention by confirming that when the non-polar solvent droplets of very small size are prepared, excellent dispersibility can be ensured even without using a surfactant, and thus the permeability of the dispersion composition is improved.
  • transparency refers to the degree of transparency of a substance, and the amount of light transmitted through the medium is divided by the amount of incident light. Therefore, the transparent material shows a value close to 100%, the opaque material shows a value close to 0%. In the present invention, the transmittance at UV 650 nm is measured and shown.
  • the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention comprises a polar solvent.
  • the polar solvent used in the present invention may be used without particular limitation as long as it is a solvent that can be mixed with water in a conventional sense. Specifically, water, alcohol having 1 to 10 carbon atoms, acetone, and the like may be used.
  • the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention comprises a nonpolar solvent.
  • the droplet of the nonpolar solvent used by this invention means the state in which a nonpolar solvent is disperse
  • the type of nonpolar solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a material that can be mixed with oil.
  • at least one selected from the group consisting of oil, hexane, chloroform, dichloromethane, ethyl acetate, and the like can be used.
  • oil can be used.
  • the droplets of the nonpolar solvent used in the present invention have a spherical or non-spherical shape.
  • a spherical shape is a concept including not only a perfect sphere having a smooth surface but also a polyhedron close to a perfect sphere, and it is assumed that the sphere has a non-spherical shape on the assumption that no droplet of a substantially perfect sphere exists.
  • the droplet of the nonpolar solvent used by this invention contains the droplet of sphericity 0.7-1.
  • spherical degree is defined as r / R, where R is the diameter of a circle equal to the projection area of the droplet, and r is the diameter of the smallest circle circumscribed on the projection of the droplet. The closer to 1, the more spherical the shape of the sphere is. The closer to 0, the more the sphere is out of shape.
  • Droplets used in the present invention preferably have a spherical degree of 0.7 to 1, which may include an ellipsoid or a polyhedral droplet having a partially protruding portion, and other forms of the droplets may be any form. It may include.
  • the non-spherical droplets of the droplets of the nonpolar solvent used in the present invention may be represented by ellipses. Therefore, the droplet of the nonpolar solvent used by this invention may contain the elliptical droplet whose average of the long diameter / short diameter ratio is 1-1000, and it is more preferable to exist in the range of 5-100.
  • the sphericity of the droplet of the non-polar solvent and the ratio of the long diameter / short diameter may be determined by using an electron microscope (non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition containing the droplet of the non-polar solvent). For example, measured using a photograph taken at a magnification (10,000 to 50,000 times) that can be measured using a TEM, the long diameter of the rectangle drawn to contact the outer edge of the droplet and the smallest area. The side length and short diameter are the length of the short side of the rectangle.
  • the average of a long diameter and a short diameter is an average of 50 or more droplets which randomly selected the measurable droplet on the SEM photograph.
  • the droplet which can be measured on an SEM photograph is, for example, a droplet of 0.01 ⁇ m or more at a short diameter in the case of an SEM photograph with a magnification of 10,000 times.
  • the nonpolar solvent droplets contained in the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention may be those having an average particle diameter of 20 nm or less, preferably those having 15 nm or less, Most preferably, what is 10 nm or less can be used.
  • the average particle diameter may be measured through a diffraction experiment, and preferably, using Small Angle Neutron Scattering (SANS).
  • SANS Small Angle Neutron Scattering
  • the lower limit of the average droplet diameter of the nonpolar solvent is not particularly limited, but may be about 1 nm or more.
  • the nonpolar solvent droplet contained in the non-surfactant type oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention has a span ⁇ D in the particle diameter of the long diameter of the droplet in the range of 0.2 to 3, and the span ⁇ D is It may be calculated according to Equation 1 below.
  • ⁇ D (D 90 -D 10 ) / D 50
  • the span ⁇ D is less than 0.2, there is a problem that it is difficult to produce such droplets. If the span ⁇ D is less than 3, the dispersion is inferior in dispersibility and a phase separation phenomenon occurs.
  • the ratio of the particle diameter of a long diameter of 20 nm or less in the nonpolar solvent droplet contained in a composition is 50% or more. If the ratio of the particle diameter of the non-polar solvent droplet having a long diameter of 20 nm or less is lower than 50%, the dispersibility is lowered, and there is a problem that phase separation occurs.
  • the dispersed droplets act on physical and chemical attractive forces, such as van der Waals forces and surface tensions, causing agglomeration. To control this phenomenon, the ⁇ H of the Gibbs energy acting between the droplets should be adjusted.
  • nano-sized droplets such as nonpolar solvent droplets, included in the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion compositions of the present invention, when thermodynamically at their lowest energy state, It does not self-assemble unless there is an input (see “The role of interparticle and external forces in nanoparticle assembly", Nature Materials 7, 527-538 (2008)).
  • the inventors of the present invention can control the ⁇ H of the Gibbs energy by reducing the size of the dispersed droplets to nanoscale, so that the droplets do not aggregate together and are well dispersed. Dispersion is enhanced to prevent phase separation in the same external energy, cryogenic or cryogenic phases.
  • non-polar solvent droplets included in the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention is 0.01% by weight (W / W) to 30% by weight (W / W) based on the total weight of the composition. It may be included, preferably from 0.1% by weight (W / W) to 15% by weight (W / W).
  • non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention may further include an additive.
  • the additive may be used without particular limitation so long as it is generally included in the solution of the aqueous phase, and preferably, a pH adjusting agent, an isotonic solution, an osmotic stabilizer, an excipient, or a mixture thereof may be used.
  • nonpolar solvent droplets included in the non-surfactant type oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention may further include an active ingredient.
  • the active ingredient may be used without particular limitation as long as it is a pharmaceutically useful substance or a substance having a medical effect.
  • cyclosporin A paclitaxel, docetaxel, decusin, meloxycamp, itraconazole, celecoxib, capecitabine , Travo, frost, isoflavone, diclofenac sodium, ginsenoside Rg1, taclolimus, alendronate, latanoprost, bimatoprost, atorvastatin calcium, roschvastatin calcium, entecavir, amphotericin B, omega 3 Or urosodeoxycholic acid; Flavor oils such as eucalyptus oil, lavender oil, lemon oil, sandalwood oil, rosemary oil, chamomile oil, cinnamon oil and orange oil; Alpha bisabolol, vitamin A (retinol), vitamin E, tocopheryl acetate, vitamin D, vitamin F or derivatives thereof; Etc. or a combination thereof may be used.
  • Flavor oils such as eucalyptus oil, lavender oil, lemon oil, sandalwood oil, rosemary oil, cham
  • the active ingredient may be included in 0.001% by weight (W / W) to 20% by weight (W / W) relative to the non-polar solvent droplets.
  • non-surfactant type oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention contains the active ingredient as described above, it can be used as a cosmetic composition or a pharmaceutical composition.
  • the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention does not contain a surfactant and thus does not ionic bond with an anion present on the skin, but is also nonpolar. This is because the size of the solvent droplet is 20 nm or less, which is significantly smaller than the pores outside the skin (200 nm or more), so that penetration into the skin is easy.
  • the present invention comprises the steps of: a) impregnating a nonpolar solvent with silica; b) mixing the silica impregnated with the nonpolar solvent prepared in step a) with the polar solvent; And c) impinging the silica impregnated with the nonpolar solvent prepared in step b) to produce a nonpolar solvent droplet, thereby including the nonpolar solvent droplet in the polar solvent.
  • a process for preparing an oil-water (O / W) dispersion composition is provided.
  • Step a) of the present invention is a step of impregnating silica with a nonpolar solvent.
  • the non-polar solvent used in step a) is not particularly limited as long as it is a solvent that can be mixed with oil.
  • a solvent that can be mixed with oil Preferably, at least one selected from the group consisting of oil, hexane, chloroform, dichloromethane, ethyl acetate, and the like may be used.
  • oil can be used.
  • an active ingredient may be further added to the nonpolar solvent.
  • the active ingredient may be used without particular limitation as long as it is a pharmaceutically useful substance or a substance having a medical effect.
  • the silica may have a nano-scale pore size, and may be used without particular limitation as long as it can impregnate a nonpolar solvent.
  • the pore size in the silica may be 5 to 40 nm based on the particle size. . In this case, there is an advantage that it is easy to adjust the size of the non-polar solvent droplet described later.
  • step b) of the present invention the non-polar solvent-impregnated silica prepared in step a) is mixed with the polar solvent.
  • step b) the silica impregnated with the nonpolar solvent prepared in step a) is filtered and mixed with the polar solvent.
  • the polar solvent used in the present invention may be used without particular limitation as long as it is a solvent that can be mixed with water in a conventional sense. Specifically, water, alcohol having 1 to 10 carbon atoms, acetone, and the like may be used.
  • the amount of the polar solvent included in the non-polar solvent droplets is 0.01 wt% (W / W) to 30 wt% (W) when compared to the total weight of the composition in which the non-polar solvent droplets impregnated in the silica and the polar solvent are added together.
  • / W may be added, and preferably, the nonpolar solvent droplet may be included in an amount of 0.1 wt% (W / W) to 15 wt% (W / W).
  • Step c) of the present invention is a step of including the non-polar solvent droplet in the polar solvent by impacting the non-polar solvent impregnated silica prepared in step b) to produce a non-polar solvent droplet.
  • non-surfactant oil-water (O / W) dispersion composition of the present invention after impregnating oil into the pores of silica, ultrasonic waves, shear stress force, etc. are applied to the silica.
  • the nonpolar solvent impregnated into the pores of the silica to form a droplet form, it is possible to obtain a nonpolar solvent droplet of a size smaller than the pore size of the silica.
  • the size of the non-polar solvent droplets can be adjusted to the nanoscale level.
  • the method of applying ultrasonic waves to silica is particularly limited as long as it can remove the nonpolar solvent impregnated into silica.
  • the dispersion apparatus of Korea Patent Registration 10-1157144 may be used.
  • a method of applying shear stress to silica is not particularly limited as long as it is a method used in the art. Can be used without
  • the particle diameter of the long diameter of the nonpolar solvent droplet has a span ⁇ D in the range of 0.2 to 3, and the span ⁇ D may be calculated according to Equation 1 below.
  • ⁇ D (D 90 -D 10 ) / D 50
  • the span ⁇ D is less than 0.2, there is a problem that it is difficult to produce such droplets. If the span ⁇ D is less than 3, the dispersion is inferior in dispersibility and a phase separation phenomenon occurs.
  • the ratio of the particle diameter of long diameter of 20 nm or less in the nonpolar solvent droplet contained in a composition is 50% or more. If the ratio of the particle diameter of the non-polar solvent droplet having a long diameter of 20 nm or less is lower than 50%, the dispersibility is lowered, and there is a problem that phase separation occurs.
  • the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition referred to herein is a dispersion composition comprising polar solvent droplets in a nonpolar solvent, wherein the dispersion composition has a transparency of 90 to 100%. It is characterized by.
  • Typical water-oil dispersion compositions include surfactants to prevent phase separation and to facilitate dispersion.
  • the use of a surfactant has the advantage that it can be stabilized through uniform dispersion, but depending on the use of the surfactant, in terms of usability, such as poor sticking property and unpleasant feeling of use, such as stickiness or oily residues remaining, There was a serious disadvantage.
  • the present inventors completed the present invention by confirming that the preparation of polar solvent droplets of very small size ensures excellent dispersibility even without using a surfactant, and thus improves the transparency of the dispersion composition. It was.
  • the nonsurfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention comprises a nonpolar solvent.
  • the type of nonpolar solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a material that can be mixed with oil.
  • a material that can be mixed with oil Preferably, at least one selected from the group consisting of oil, hexane, chloroform, dichloromethane, ethyl acetate, and the like can be used.
  • oil can be used.
  • the nonsurfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention comprises a nonpolar solvent.
  • the droplet of the polar solvent used by this invention means the state in which the polar solvent is disperse
  • the polar solvent used in the present invention may be used without particular limitation as long as it is a solvent that can be mixed with water in a conventional sense. Specifically, water, alcohol having 1 to 10 carbon atoms, acetone, and the like may be used.
  • Droplets of the polar solvent used in the present invention have a spherical or non-spherical shape.
  • a spherical shape is a concept including not only a perfect sphere having a smooth surface but also a polyhedron close to a perfect sphere, and it is assumed that the sphere has a non-spherical shape on the assumption that no droplet of a substantially perfect sphere exists.
  • the droplet of the polar solvent used by this invention contains the droplet of sphericity 0.7-1.
  • spherical degree is defined as r / R, where R is the diameter of a circle equal to the projection area of the droplet and r is the diameter of the smallest circle circumscribed on the projection of the droplet. The closer to 1, the more spherical the shape of the sphere is. The closer to 0, the more the sphere is out of shape.
  • Droplets used in the present invention preferably have a spherical degree of 0.7 to 1, which may include an ellipsoid or a polyhedral droplet having a partially protruding portion, and other forms of the droplets may be any form. It may include.
  • Aspheric droplets in the droplets of the polar solvent used in the present invention may be represented by ellipses. Accordingly, the droplets of the polar solvent used in the present invention may include elliptical droplets having an average ratio of long diameter / short diameter of 1 to 1000, more preferably in the range of 5 to 100.
  • the sphericity of the droplets of the polar solvent and the ratio of the long diameter / short diameter may be determined by using an electron microscope (W / O) dispersion composition containing a non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition containing the droplets of the polar solvent.
  • W / O electron microscope
  • W / O non-surfactant type water-oil
  • the average of a long diameter and a short diameter is an average of 50 or more droplets which randomly selected the measurable droplet on the SEM photograph.
  • the droplet which can be measured on an SEM photograph is, for example, a droplet of 0.01 ⁇ m or more at a short diameter in the case of an SEM photograph with a magnification of 10,000 times.
  • the polar solvent droplets included in the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention those having an average particle diameter of 20 nm or less may be used, and preferably 15 nm or less may be used. Most preferably, what is 10 nm or less can be used.
  • the average particle diameter may be measured through a diffraction experiment, and preferably, using Small Angle Neutron Scattering (SANS).
  • SANS Small Angle Neutron Scattering
  • the lower limit of the droplet average particle diameter of the polar solvent is not particularly limited, but may be about 1 nm or more.
  • the polar solvent droplet contained in the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention has a span ⁇ D in the particle diameter of the long diameter of the droplet in the range of 0.2 to 3, and the span ⁇ D is It may be calculated according to Equation 1 below.
  • ⁇ D (D 90 -D 10 ) / D 50
  • the span ⁇ D is less than 0.2, there is a problem that it is difficult to produce such droplets. If the span ⁇ D is less than 3, the dispersion is inferior in dispersibility and a phase separation phenomenon occurs.
  • the ratio of the average particle diameter of the long diameter of 20 nm or less in the polar solvent droplet contained in the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of this invention is 50% or more.
  • the ratio of the particle diameter of the long diameter of the polar solvent droplet is 20 nm or less is lower than 50%, the dispersibility is lowered, and there is a problem that phase separation occurs.
  • the dispersed droplets act on physical and chemical attractive forces, such as van der Waals forces and surface tensions, causing agglomeration. To control this phenomenon, the ⁇ H of the Gibbs energy acting between the droplets should be adjusted.
  • nano-sized droplets such as nonpolar solvent droplets, included in the non-surfactant oil-water (O / W) dispersion compositions of the present invention, when thermodynamically at their lowest energy state, It does not self-assemble unless there is an input (see “The role of interparticle and external forces in nanoparticle assembly", Nature Materials 7, 527-538 (2008)).
  • the inventors of the present invention can control the ⁇ H of the Gibbs energy by reducing the size of the dispersed droplets to nanoscale, so that the droplets do not aggregate together and are well dispersed. Dispersion is enhanced to prevent phase separation in the same external energy, cryogenic or cryogenic phases.
  • the polar solvent droplets included in the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention is 0.01 wt% (W / W) to 30 wt% (W / W) based on the total weight of the composition. It may be included, preferably from 0.1% by weight (W / W) to 15% by weight (W / W).
  • weight of the polar solvent droplets is less than 0.01% by weight (W / W)
  • content of the active ingredient is too small, when 30.0% by weight (containing more than W / W phase inversion) There is a problem that occurs.
  • non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention may further include an additive.
  • the additive may be used without particular limitation so long as it is generally included in the solution of the aqueous phase, and preferably, a pH adjusting agent, an isotonic solution, an osmotic stabilizer, an excipient, or a mixture thereof may be used.
  • the polar solvent droplets included in the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention may further include an active ingredient.
  • the active ingredient may be used without particular limitation as long as it is a pharmaceutically useful substance or a substance having a medical effect, for example, adenosine, arbutin, vitamin C, and hydrophilic derivatives thereof; Vitamin B3, vitamin B5, vitamin H and derivatives thereof; Acetylglucosamine; And peptides; Etc. or a combination thereof may be used.
  • the active ingredient may be included in 0.001% by weight (W / W) to 20% by weight (W / W) relative to the polar solvent droplets.
  • non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention contains the active ingredient as described above, it can be used as a cosmetic composition or a pharmaceutical composition.
  • non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention does not contain a surfactant as mentioned above, it does not ionic bond with anion present on the skin, but also polarity. This is because the size of the solvent droplet is 20 nm or less, which is significantly smaller than the pores outside the skin (200 nm or more), so that penetration into the skin is easy.
  • the present invention comprises the steps of a) impregnating a polar solvent with silica; b) mixing the silica impregnated with the polar solvent prepared in step a) with the nonpolar solvent; And c) imparting the polar solvent impregnated with the polar solvent prepared in step b) to generate the polar solvent droplets, thereby including the polar solvent droplets in the non-polar solvent.
  • a) impregnating a polar solvent with silica b) mixing the silica impregnated with the polar solvent prepared in step a) with the nonpolar solvent
  • c) imparting the polar solvent impregnated with the polar solvent prepared in step b) to generate the polar solvent droplets, thereby including the polar solvent droplets in the non-polar solvent are provided.
  • Step a) of the present invention is a step of impregnating a polar solvent with silica.
  • the polar solvent used in step a) is not particularly limited as long as it is a solvent that can be mixed with oil.
  • a solvent that can be mixed with oil Preferably, at least one selected from the group consisting of oil, hexane, chloroform, dichloromethane, ethyl acetate, and the like may be used.
  • oil can be used.
  • an active ingredient may be further added to the polar solvent.
  • the active ingredient may be used without particular limitation so long as it is a pharmaceutically useful substance or a substance having a medical effect, for example, adenosine, arbutin, vitamin C, and hydrophilic derivatives thereof; Vitamin B3, vitamin B5, vitamin H and derivatives thereof; Acetylglucosamine; And peptides; Etc. or a combination thereof may be used.
  • the silica may have a nano-scale pore size, and may be used without particular limitation as long as it can impregnate a polar solvent.
  • the pore size in the silica may be 5 to 40 nm based on the particle size. . In this case, there is an advantage that it is easy to adjust the size of the polar solvent droplet described later.
  • Step b) of the present invention is a step of mixing the silica impregnated with the polar solvent prepared in step a) with a nonpolar solvent.
  • step b) the silica impregnated with the polar solvent prepared in step a) is filtered and mixed with the nonpolar solvent.
  • the nonpolar solvent used in the present invention may be used without particular limitation as long as it is a solvent that can be mixed with water in a conventional sense. Specifically, water, alcohol having 1 to 10 carbon atoms, acetone, and the like may be used.
  • the amount of the non-polar solvent included in the content of the polar solvent droplets is 0.01% by weight (W / W) to 30% by weight (W) when compared to the total weight of the composition of the droplets of the polar solvent impregnated in the silica plus the non-polar solvent / W) may be added, and preferably, the polar solvent droplet may be included in an amount of 0.1 wt% (W / W) to 15 wt% (W / W).
  • weight of the polar solvent droplets is less than 0.01% by weight (W / W)
  • content of the active ingredient is too small, when 30.0% by weight (containing more than W / W phase inversion) There is a problem that occurs.
  • Step c) of the present invention is to include polar solvent droplets in the non-polar solvent by impacting the silica impregnated with the polar solvent prepared in step b) to generate the polar solvent droplets.
  • a non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of the present invention after impregnating oil in the pores of silica, ultrasonic waves, shear stress force, etc. are applied to the silica.
  • the polar solvent impregnated in the pores of the silica to form a droplet form, it is possible to obtain a polar solvent droplet of a size smaller than the pore size of the silica.
  • the size of the polar solvent droplets can be adjusted to the nanoscale level.
  • the method of applying ultrasonic waves to silica is particularly limited as long as the polar solvent impregnated in silica can be removed.
  • the dispersion apparatus of Korea Patent Registration 10-1157144 may be used.
  • a method of applying shear stress to silica is not particularly limited as long as it is a method used in the art. Can be used without
  • the polarity contained in the non-surfactant type water-oil (W / O) dispersion composition of this invention may have a span ⁇ D in the range of 0.2 to 3 particle diameters, and the span ⁇ D may be calculated according to Equation 1 below.
  • ⁇ D (D 90 -D 10 ) / D 50
  • the span ⁇ D is less than 0.2, there is a problem that it is difficult to produce such droplets. If the span ⁇ D is less than 3, the dispersion is inferior in dispersibility and a phase separation phenomenon occurs.
  • the ratio of the particle diameter of a long diameter of 20 nm or less in the polar solvent droplet contained in a composition is 50% or more.
  • the ratio of the particle diameter of the long diameter of the polar solvent droplet is 20 nm or less is less than 50%, the dispersibility is poor, there is a problem that a phase separation phenomenon occurs.
  • An oil-water dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 1 except for aerosil (Evonik, product name R812S) having a pore size of 30 nm or less instead of an airgel (JIOS, product name AeroVa).
  • the volume ratio (V / V) of the oil droplets and water was 0.5: 99.5, and a TEM photograph taken is shown in FIG. 2. As shown in FIG. 2, oil droplets on a nano scale are dispersed.
  • An oil-water dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that porous silica (ABC NANOTECH, product name Silnos 190) having a pore size of 45 nm or more was used.
  • the oil-water dispersion composition was prepared by mixing the fragrance oil and water in a volume ratio of 0.5: 99.5, and then adding 5% of a surfactant (TCI 60, TCI 60).
  • aerosil Evonik, product name R812S
  • JIOS product name AeroVa
  • a water-oil dispersion composition was prepared in the same manner as in Example 3, except that porous silica (ABC NANOTECH, product name Silnos 190) having a pore particle size of 45 nm or more was used.
  • the particle size of oil droplets or water in the oil-water dispersion compositions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 and the water-oil dispersion compositions prepared in Examples 3 to 4 and Comparative Examples 3 to 4 was determined by CryoTEM (JEOL Corporation). After photographing using a JEM-3011HR, FEI Tecnai G2 spirit TWIN) device, the average particle diameter of the droplets was measured and shown in Table 1.
  • Example 1 Droplet average particle diameter (nm) Example 1 10
  • Example 2 19 Comparative Example 1 Not measurable by phase separation Comparative Example 2 Not measurable by phase separation
  • Example 3 12
  • Example 4 Comparative Example 3 Not measurable by phase separation Comparative Example 4 Not measurable by phase separation
  • UV-Vis Spectrometer Evolution 60S from Thermo Scientific
  • 3 mL of each dispersion composition was injected into the device without dilution, and then scanned at UV 700 to 200 nm, and then the transmittance at UV 650 nm was measured. The results are shown in Table 2 below.
  • Examples 1 to 4 exhibited excellent transmittance, and Comparative Example 1 and Comparative Example 3 using porous silica having a pore particle size of 40 nm or more showed significantly lower transmittance.
  • centrifuges (CF- of WiseTis®) 10 Set) was used to compare the phase separation characteristics by centrifugation at 13500 rpm for 5 minutes.

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Abstract

본 발명은 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서, 상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물과, 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서, 상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.

Description

비계면활성제형 오일-물 분산 조성물, 비계면활성제형 물-오일 분산 조성물 및 이들의 제조방법
본 발명은 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물 및 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계면활성제를 포함하지 않으면서도 분산 안정성이 뛰어난 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
통상적인 액적들은 반데르발스(van der Waals) 힘과 표면장력과 같은 물리적, 화학적 인력에 의해서 서로 붙게 된다. 용액 속에 존재하는 액적의 분쇄와 분산을 위해서는 전술한 인력 이상의 힘이 있어야 하고, 볼밀(ballmill) 법과 같은 기존의 분산 방식은 분산 과정에서 불순물이 포함되는 문제점이 있었다. 따라서, 이러한 액적들간의 뭉침 현상을 방지하기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있다.
그 중 하나의 방법이 계면활성제의 사용이다. 특히 물에 오일을 분산시킨 수중유(O/W) 분산액 또는 오일에 물을 분산시킨 유중수(W/O) 분산액의 경우, 분산액의 분산 상태를 안정화시키기 위하여, 유화에 필요한 추가의 계면활성제를 이용하여 충분한 안정성은 유지할 수 있다.
하지만, 계면활성제를 사용하게 되면, 균일한 분산을 통해 안정화시킬 수 있는 장점이 있으나, 계면활성제의 사용에 따라서, 퍼짐성이 나쁘고 사용감이 불쾌한 끈적거림이나 기름기가 다량 잔류하게 되는 등의 사용성 측면에 있어서 심각한 단점이 있을 뿐만 아니라, 계면활성제의 사용에 의하여 사용자가 발진을 일으키는 문제가 있었다.
이 뿐만 아니라, 종래의 분산액의 경우, 초음파를 가하거나, 고온 또는 저온에서 장시간 사용함에 따라서, 분산 정도가 떨어져, 물과 오일 간의 상분리 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 계면활성제를 사용하지 않고도 물과 오일을 안정적으로 분산시킬 수 있으면서도, 환경의 변화에 따라서 상분리 현상이 발생하지 않는 분산액에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있는 상황이다.
(특허문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2011-0053775호 (2011.05.24), 집속 초음파를 이용한 나노분말 분산장치 및 이를 이용한 분산방법
이에 본 발명자들은 매우 작은 사이즈의 액적을 제조하게 되면, 계면활성제를 사용하지 않더라도 우수한 분산성이 확보하는 것이 가능하다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 계면활성제를 사용하지 않아 퍼짐성이나 발림성 등의 사용성이 좋으면서도, 사용 환경의 변화에도 상분리 현상이 발생하지 않고, 경피 전달 효과가 뛰어난 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물 또는 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 화장료 조성물 또는 의약용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서, 상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100% 인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물 을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 실리카에 비극성 용매를 함침시키는 단계; b) 상기 a) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카를 극성용매와 혼합하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 비극성 용매 액적을 생성함으로써, 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함시키는 단계;를 포함하는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서, 상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 실리카에 극성 용매를 함침시키는 단계; b) 상기 a) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카를 비극성용매와 혼합하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카와 비극성용매의 혼합물에 에너지를 가하여, 극성 용매 액적을 생성함으로써, 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함시키는 단계;를 포함하는, 제1항의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 분산 조성물은 사용 환경의 변화에도 상분리 현상이 발생하지 않는 장점이 있을 뿐만 아니라, 계면활성제를 사용하지 않아 피부에 사용하였을 때, 퍼짐성이나 발림성 등의 사용성이 좋다는 장점이 있다.
또한, 난용성 물질이나 난분산성 물질을 쉽게 포함시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 매우 작은 사이즈의 액적 내에 다양한 활성 성분을 첨가할 수 있기 때문에, 약리효과가 있는 성분을 첨가하는 경우, 피부 등을 통한 경피 전달 기능이 향상되어 흡수율이 뛰어나기 때문에 다양한 의약용 제품에도 사용할 수 있다.
또한, 경구투여, 정맥주사를 통하여 약리효과가 있는 성분을 전달할 수 있어, 이러한 의약용 제품에도 사용할 수 있다.
이러한 장점으로 인하여, 다양한 화장용 조성물 및 의약용 조성물에 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오일-물(O/W) 분산 조성물 내의 액적을 CryoTEM (JEOL사 JEM-3011HR, FEI사 Tecnai G2 spirit TWIN) 장치를 사용하여 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오일-물(O/W) 분산 조성물 내의 액적을 촬영한 다른 사진이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오일-물(O/W) 분산 조성물의 상분리 특성을 나타낸 사진이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 오일-물(O/W) 분산 조성물의 온도 안정성 특성을 나타낸 사진이다.
본 발명에서는 극성 용매와 비극성 용매를 포함하는 분산 조성물로서, 계면활성제를 포함하지 않아 피부에 사용하였을 때 퍼짐성이나 발림성 등의 사용성이 좋을 뿐만 아니라, 사용 환경의 변화에도 상분리 현상이 발생하지 않고, 약리효과가 있는 성분을 첨가하는 경우 매우 작은 사이즈의 액적 내에 다양한 활성 성분을 첨가함으로써 피부 등을 통한 경피 전달 기능은 물론, 정맥 주사나 경구 투약의 성능이 향상되어 흡수율이 뛰어난 분산 조성물을 제시한다.
이하 보다 자세히 설명한다.
비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물
본 명세서에서 언급하는 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물은 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서, 상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인 것을 특징으로 한다. 일반적인 오일-물 분산 조성물의 경우, 상분리 현상을 방지하고, 분산이 잘 일어나게 하기 위하여 계면활성제를 포함하고 있다. 그러나, 계면활성제를 사용하게 되면, 균일한 분산을 통해 안정화시킬 수 있는 장점이 있으나, 계면활성제의 사용에 따라서, 퍼짐성이 나쁘고 사용감이 불쾌한 끈적거림이나 기름기가 다량 잔류하게 되는 등의 사용성 측면에 있어서 심각한 단점이 있었다.
이에, 본 발명자들은 매우 작은 사이즈의 비극성 용매 액적을 제조하게 되면, 계면활성제를 사용하지 않더라도 우수한 분산성이 확보가 가능하며, 따라서 분산 조성물의 투과도가 향상된다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명에 있어서 투과도(transparency)란, 어떠한 물질의 투명한 정도를 나타내는 것으로서, 매질을 투과한 빛의 양을 입사광의 양으로 나누어 나타낸다. 따라서 투명한 물질일 수로 100%에 가까운 값을 나타내고, 불투명한 물질일수록 0%에 가까운 값을 나타내게 된다. 본 발명에서는, UV 650nm에서의 투과도를 측정하여 나타내었다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물은 극성 용매를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 극성 용매는 통상적인 의미로 물과 혼합이 가능한 용매라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올, 아세톤 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물은 비극성 용매를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 액적이란, 비극성 용매가 극성 용매 중에 구형 또는 비구형의 형태로 분산되어 있는 상태를 말한다. 본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 종류는, 오일과 혼합이 가능한 물질이라면 특별한 제한이 없으며, 바람직하게는 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 오일을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 액적은, 구형 또는 비구형의 형태를 가진다. 본 발명에서의 구형이라는 것은 표면이 평활한 완전한 구뿐만 아니라, 완전한 구에 가까운 다면체를 포함하는 개념으로, 실질적으로 완벽한 구형의 액적은 존재하지 않는다는 가정에서, 비구형의 형태를 가지는 것으로 가정한다.
따라서, 본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 액적은, 구형도 0.7 내지 1의 액적을 포함한다. 여기서 "구형도" 라는 것은, R: 액적의 투영면적과 동일한 원의 직경, r: 액적의 투영상에 외접하는 최소 원의 직경이라 하면, r/R로서 정의된다. 구형도의 값이 1 에 가까울수록 완전한 구의 형상을 나타내고, 0 에 가까울수록 구의 형상에서 벗어난다. 본 발명에서 사용되는 액적은 구형도 0.7 내지 1 인 것이 바람직하며, 이는 타원체 또는 일부 돌출된 부분을 갖는 다면체 형상을 갖는 액적을 포함할 수 있으며, 그 밖의 액적의 형태 또한 이에 제한됨 없이 가능한 모든 형태를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 액적 중 비구형인 액적은, 타원형으로 표현될 수도 있다. 따라서, 본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 액적은, 장경/단경의 비율의 평균이 1 내지 1000 인 타원형 액적을 포함할 수 있으며, 5 내지 100의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 비극성 용매의 액적의 구형도 및 장경/단경의 비율은, 비극성 용매의 액적을 포함하는 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물을, 전자 현미경(예를 들어, TEM)을 사용하여 측정 가능한 배율(10,000 내지 50,000배)로 촬영한 사진을 사용하여 측정한 값이며, 장경은 액적의 외곽에 접하도록, 또한 그 면적이 가장 작아지도록 그린 직사각형의 긴 변의 길이, 단경은 그 직사각형의 짧은 변의 길이이다. 또한, 장경 및 단경의 평균은, SEM 사진 상에서 측정 가능한 액적을 무작위로 선택한 액적 50개 이상의 평균이다. SEM 사진 상에서 측정 가능한 액적이란, 예를 들어 배율 10,000배의 SEM 사진의 경우에는, 단경에서 0.01㎛ 이상의 액적이다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적은, 평균 입경이 20 nm 이하인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 15 nm 이하인 것을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 10nm 이하인 것을 사용할 수 있다. 상기 평균입경은 회절실험을 통하여 측정할 수 있으며, 바람직하게는 Small Angle Neutron Scattering (SANS)를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 비극성 용매의 액적 평균입경이 20 nm를 초과하게 되면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다. 또한, 상기 비극성 용매의 액적 평균입경의 하한치는 특별한 제한은 없으나 약 1nm 이상인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적은, 액적의 장경의 입경이 0.2 내지 3 범위의 스팬 △D를 갖고, 상기 스팬 △D는 하기 수식 1에 따라 계산되는 것일 수 있다.
[식 1]
△D = (D90 - D10)/D50
상기 스팬 △D가 0.2 보다 작으면 이러한 액적을 제조하기 어려운 문제가 있고, 3 보다 크면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적 중 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50% 이상이다. 상기 비극성 용매 액적의 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50%보다 낮으면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
분산된 액적들 사이에는 반데르발스(van der Waals) 힘과 표면장력과 같은 물리적, 화학적 인력에 작용하여 서로 뭉치는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 제어하기 위해서는 액적들 사이에 작용하는 깁스 에너지의 △H를 조절하여야 한다.
그러나, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적과 같은 나노 사이즈의 액적은 열역학적으로 가장 낮은 에너지 상태인 경우, 외부의 에너지 또는 힘의 입력이 없는 이상 자기 조립(self-assemble)되지 않는다("The role of interparticle and external forces in nanoparticle assembly", Nature Materials 7, 527-538 (2008) 참조).
이러한 점에 착안하여, 본 발명의 발명자는 분산된 액적의 크기를 나노 스케일로 줄임으로써, 깁스 에너지의 △H를 조절할 수 있다는 사실을 이용하여, 액적들끼리 뭉치지 않고 분산이 잘될 뿐만 아니라, 초음파와 같은 외부의 에너지나 극저온, 극고온 상에서도 상분리가 되지 않도록 분산력을 강화시킨 것이다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적은 조성물 총중량 대비 0.01 중량%(W/W) 내지 30 중량%(W/W)로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 중량%(W/W) 내지 15 중량%(W/W)로 포함될 수 있다.
상기 비극성 용매 액적의 중량이 0.01 중량%(W/W 보다 적게 포함되면 유효성분의 함량이 너무 적어지는 문제가 있고, 30.0 중량%(W/W 보다 많이 포함되면 부피상 상 전이(phase inversion)가 발생하는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 수상의 용액에 일반적으로 포함되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 pH 조절제, 등장액, 삼투압 안정제, 부형제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적은 활성성분을 더 포함할 수 있다. 상기 활성성분으로는 약학적으로 유용한 물질이나 의학적 효과를 지니는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로 사이클로 스포린A, 파클리탁셀, 도세탁셀, 데커신, 멜록시캄, 이트라코나졸, 셀레콕시브, 카페시타빈, 트라보, 프로스트, 이소플라본, 디클로페낙나트륨, 진세노사이드 Rg1, 타클로리무스, 알렌드로네이트, 라타노프로스트, 비마토프로스트, 아토바스타틴 칼슘, 로슈바스타틴 칼슘, 엔테카비어, 암포테리신B, 오메가 3, 우루소데옥시콜린산이나; 유칼립투스유, 라벤더유, 레몬유, 산달우드유, 로즈마리유, 카모마일유, 신나몬유, 오렌지유 등의 향 오일; 알파비사보롤, 비타민A(레티놀), 비타민E, 토코페릴 아세테이트, 비타민D, 비타민F 또는 이들의 유도체; 등을 사용하거나 이들의 조합을 사용할 수 있다.
또한, 상기 활성성분은 비극성 용매 액적 대비 0.001 중량%(W/W) 내지 20 중량%(W/W)로 포함될 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물은, 상기와 같이 활성성분을 포함하기 때문에, 화장료 조성물 또는 의약용 조성물로 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물은, 앞서 언급한 바와 같이 계면활성제를 포함하지 않기 때문에 피부 상에 존재하는 음이온과 이온결합을 하지 않을 뿐만 아니라, 비극성 용매 액적의 사이즈가 20 nm 이하로, 피부 외부의 구멍 (200nm 이상)보다 현저하게 작은 사이즈를 가지기 때문에, 피부 내부로의 침투가 용이하기 때문이다.
따라서, 상기 화장료 조성물이나 의약용 조성물로 사용할 때, 종래의 조성물에 비하여 현저하게 빠르고 많은 활성 성분들을 전달할 수 있다.
비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법
또한 본 발명은 a) 실리카에 비극성 용매를 함침시키는 단계; b) 상기 a) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카를 극성 용매와 혼합하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 비극성 용매 액적을 생성함으로써, 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함시키는 단계;를 포함하는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 본 발명에 따른 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조 방법을 각 단계별로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 a) 단계는 실리카에 비극성 용매를 함침시키는 단계이다.
상기 a) 단계에서 사용하는 비극성 용매로는 오일과 혼합이 가능한 용매라면 특별한 제한이 없으며, 바람직하게는 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 오일을 사용할 수 있다.
또한, a) 단계에서는, 상기 비극성 용매에 활성성분을 더 첨가할 수 있다. 상기 활성성분으로는 약학적으로 유용한 물질이나 의학적 효과를 지니는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로 사이클로 스포린A, 파클리탁셀, 도세탁셀, 데커신, 멜록시캄, 이트라코나졸, 셀레콕시브, 카페시타빈, 트라보, 프로스트, 이소플라본, 디클로페낙나트륨, 진세노사이드 Rg1, 타클로리무스, 알렌드로네이트, 라타노프로스트, 비마토프로스트, 아토바스타틴 칼슘, 로슈바스타틴 칼슘, 엔테카비어, 암포테리신B, 오메가 3, 우루소데옥시콜린산이나; 유칼립투스유, 라벤더유, 레몬유, 산달우드유, 로즈마리유, 카모마일유, 신나몬유, 오렌지유 등의 향 오일; 알파비사보롤, 비타민A(레티놀), 비타민E, 토코페릴 아세테이트, 비타민D, 비타민F 또는 이들의 유도체; 등을 사용하거나 이들의 조합을 사용할 수 있다.
상기 실리카로는 나노 스케일의 기공 사이즈를 가지는 것으로서, 비극성 용매를 함침시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한이 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 실리카 내의 기공의 사이즈가 입경 기준으로 5 내지 40 nm인 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 후술하는 비극성 용매 액적의 사이즈를 조절하기 용이한 장점이 있다.
본 발명의 b) 단계는, 상기 a) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카를 극성 용매와 혼합하는 단계이다.
상기 b) 단계에서는, 상기 a) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카를 걸러낸 뒤, 이를 극성 용매에 혼합한다.
본 발명에서 사용하는 극성 용매는 통상적인 의미로 물과 혼합이 가능한 용매라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올, 아세톤 등을 사용할 수 있다.
이 때 포함되는 극성 용매의 양은, 상기 실리카 내에 함침된 비극성 용매 액적과 극성 용매를 합산한 조성물의 총중량과 대비할 때, 비극성 용매 액적의 함량이 0.01 중량%(W/W) 내지 30 중량%(W/W)로 포함되도록 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 비극성 용매 액적의 함량이 0.1 중량%(W/W) 내지 15 중량%(W/W)로 포함되도록 포함할 수 있다.
상기 비극성 용매 액적의 중량이 0.01 중량%(W/W 보다 적게 포함되면 유효성분의 함량이 너무 적어지는 문제가 있고, 30.0 중량%(W/W 보다 많이 포함되면 부피상 상 전이(phase inversion)가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 c) 단계는, 상기 b) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 비극성 용매 액적을 생성함으로써, 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함시키는 단계이다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 실리카의 기공 내부에 오일을 함침시킨 후, 실리카에 초음파나 전단응력(shear stress force) 등을 인가하여 실리카의 기공 내에 함침되었던 비극성 용매를 빼내어, 액적 형태로 만듬으로써, 실리카의 기공 사이즈보다 작은 사이즈의 비극성 용매 액적을 얻을 수 있다. 본 발명은 상기와 같은 방법으로, 비극성 용매 액적의 사이즈를 나노 스케일 수준으로 조절할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법에 있어서, 실리카에 초음파를 인가시키는 방법은, 실리카에 함침된 비극성 용매를 빼낼 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것이 아니나, 바람직하게는 한국 등록특허 10-1157144의 분산장치를 사용할 수 있다.
또한, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법에 있어서, 실리카에 전단응력(shear stress force)을 인가하는 방법 역시, 당해 업계에서 사용하는 방법이라면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다.
이러한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 비극성 용매 액적의 장경의 입경이 0.2 내지 3 범위의 스팬 △D를 갖고, 상기 스팬 △D는 하기 수식 1에 따라 계산되는 것일 수 있다.
[식 1]
△D = (D90 - D10)/D50
상기 스팬 △D가 0.2 보다 작으면 이러한 액적을 제조하기 어려운 문제가 있고, 3 보다 크면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적 중 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50% 이상이다. 상기 비극성 용매 액적의 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50%보다 낮으면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물
본 명세서에서 언급하는 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물은 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서, 상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인 것을 특징으로 한다. 일반적인 물-오일 분산 조성물의 경우, 상분리 현상을 방지하고, 분산이 잘 일어나게 하기 위하여 계면활성제를 포함하고 있다. 그러나, 계면활성제를 사용하게 되면, 균일한 분산을 통해 안정화시킬 수 있는 장점이 있으나, 계면활성제의 사용에 따라서, 퍼짐성이 나쁘고 사용감이 불쾌한 끈적거림이나 기름기가 다량 잔류하게 되는 등의 사용성 측면에 있어서 심각한 단점이 있었다.
이에, 본 발명자들은 매우 작은 사이즈의 극성 용매 액적을 제조하게 되면, 계면활성제를 사용하지 않더라도 우수한 분산성이 확보가 가능하며, 따라서 분산 조성물의 투과도(transparency)가 향상된다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물은 비극성 용매를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 비극성 용매의 종류는, 오일과 혼합이 가능한 물질이라면 특별한 제한이 없으며, 바람직하게는 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 오일을 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물은 비극성 용매를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 극성 용매의 액적이란, 극성 용매가 비극성 용매 중에 구형 또는 비구형의 형태로 분산되어 있는 상태를 말한다.
본 발명에서 사용하는 극성 용매는 통상적인 의미로 물과 혼합이 가능한 용매라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올, 아세톤 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 극성 용매의 액적은, 구형 또는 비구형의 형태를 가진다. 본 발명에서의 구형이라는 것은 표면이 평활한 완전한 구뿐만 아니라, 완전한 구에 가까운 다면체를 포함하는 개념으로, 실질적으로 완벽한 구형의 액적은 존재하지 않는다는 가정에서, 비구형의 형태를 가지는 것으로 가정한다.
따라서, 본 발명에서 사용하는 극성 용매의 액적은, 구형도 0.7 내지 1의 액적을 포함한다. 여기서 "구형도" 라는 것은, R: 액적의 투영면적과 동일한 원의 직경, r : 액적의 투영상에 외접하는 최소 원의 직경이라 하면, r/R 로서 정의된다. 구형도의 값이 1 에 가까울수록 완전한 구의 형상을 나타내고, 0 에 가까울수록 구의 형상에서 벗어난다. 본 발명에서 사용되는 액적은 구형도 0.7 내지 1 인 것이 바람직하며, 이는 타원체 또는 일부 돌출된 부분을 갖는 다면체 형상을 갖는 액적을 포함할 수 있으며, 그 밖의 액적의 형태 또한 이에 제한됨 없이 가능한 모든 형태를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 극성 용매의 액적 중 비구형인 액적은, 타원형으로 표현될 수도 있다. 따라서, 본 발명에서 사용하는 극성 용매의 액적은, 장경/단경의 비율의 평균이 1 내지 1000 인 타원형 액적을 포함할 수 있으며, 5 내지 100의 범위 에 있는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 극성 용매의 액적의 구형도 및 장경/단경의 비율은, 극성 용매의 액적을 포함하는 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물을, 전자 현미경(예를 들어, TEM)을 사용하여 측정 가능한 배율(10,000 내지 50,000배)로 촬영한 사진을 사용하여 측정한 값이며, 장경은 액적의 외곽에 접하도록, 또한 그 면적이 가장 작아지도록 그린 직사각형의 긴 변의 길이, 단경은 그 직사각형의 짧은 변의 길이이다. 또한, 장경 및 단경의 평균은, SEM 사진 상에서 측정 가능한 액적을 무작위로 선택한 액적 50개 이상의 평균이다. SEM 사진 상에서 측정 가능한 액적이란, 예를 들어 배율 10,000배의 SEM 사진의 경우에는, 단경에서 0.01㎛ 이상의 액적이다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에 포함되는 극성 용매 액적은, 평균 입경이 20 nm 이하인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 15 nm 이하인 것을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 10nm 이하인 것을 사용할 수 있다. 상기 평균입경은 회절실험을 통하여 측정할 수 있으며, 바람직하게는 Small Angle Neutron Scattering (SANS)를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 극성 용매의 액적 평균입경이 20 nm를 초과하게 되면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다. 또한, 상기 극성 용매의 액적 평균입경의 하한치는 특별한 제한은 없으나 약 1nm 이상인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에 포함되는 극성 용매 액적은, 액적의 장경의 입경이 0.2 내지 3 범위의 스팬 △D를 갖고, 상기 스팬 △D는 하기 수식 1에 따라 계산되는 것일 수 있다.
[식 1]
△D = (D90 - D10)/D50
상기 스팬 △D가 0.2 보다 작으면 이러한 액적을 제조하기 어려운 문제가 있고, 3 보다 크면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에 포함되는 극성 용매 액적 중 장경의 평균 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50% 이상이다. 상기 극성 용매 액적의 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50%보다 낮으면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다
분산된 액적들 사이에는 반데르발스(van der Waals) 힘과 표면장력과 같은 물리적, 화학적 인력에 작용하여 서로 뭉치는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 제어하기 위해서는 액적들 사이에 작용하는 깁스 에너지의 △H를 조절하여야 한다.
그러나, 본 발명의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물에 포함되는 비극성 용매 액적과 같은 나노 사이즈의 액적은 열역학적으로 가장 낮은 에너지 상태인 경우, 외부의 에너지 또는 힘의 입력이 없는 이상 자기 조립(self-assemble)되지 않는다("The role of interparticle and external forces in nanoparticle assembly", Nature Materials 7, 527-538 (2008) 참조).
이러한 점에 착안하여, 본 발명의 발명자는 분산된 액적의 크기를 나노 스케일로 줄임으로써, 깁스 에너지의 △H를 조절할 수 있다는 사실을 이용하여, 액적들끼리 뭉치지 않고 분산이 잘될 뿐만 아니라, 초음파와 같은 외부의 에너지나 극저온, 극고온 상에서도 상분리가 되지 않도록 분산력을 강화시킨 것이다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에 포함되는 극성 용매 액적은 조성물 총중량 대비 0.01 중량%(W/W) 내지 30 중량%(W/W)로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 중량%(W/W) 내지 15 중량%(W/W)로 포함될 수 있다.
상기 극성 용매 액적의 중량이 0.01 중량%(W/W 보다 적게 포함되면 유효성분의 함량이 너무 적어지는 문제가 있고, 30.0 중량%(W/W 보다 많이 포함되면 부피상 상 전이(phase inversion)가 발생하는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 수상의 용액에 일반적으로 포함되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 pH 조절제, 등장액, 삼투압 안정제, 부형제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에 포함되는 극성 용매 액적은 활성성분을 더 포함할 수 있다. 상기 활성성분으로는 약학적으로 유용한 물질이나 의학적 효과를 지니는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로 아데노신, 알부틴, 비타민C, 및 그 친수성 유도체; 비타민B3, 비타민 B5, 비타민 H 및 그 유도체; 아세틸글루코사민; 및 펩타이드; 등을 사용하거나 이들의 조합을 사용할 수 있다.
또한, 상기 활성성분은 극성 용매 액적 대비 0.001 중량%(W/W) 내지 20 중량%(W/W)로 포함될 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물은, 상기와 같이 활성성분을 포함하기 때문에, 화장료 조성물 또는 의약용 조성물로 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물은, 앞서 언급한 바와 같이 계면활성제를 포함하지 않기 때문에 피부 상에 존재하는 음이온과 이온결합을 하지 않을 뿐만 아니라, 극성 용매 액적의 사이즈가 20 nm 이하로, 피부 외부의 구멍 (200nm 이상)보다 현저하게 작은 사이즈를 가지기 때문에, 피부 내부로의 침투가 용이하기 때문이다.
따라서, 상기 화장료 조성물이나 의약용 조성물로 사용할 때, 종래의 조성물에 비하여 현저하게 빠르고 많은 활성 성분들을 전달할 수 있다.
비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법
또한 본 발명은 a) 실리카에 극성 용매를 함침시키는 단계; b) 상기 a) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카를 비극성 용매와 혼합하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 극성 용매 액적을 생성함으로써, 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함시키는 단계;를 포함하는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 본 발명에 따른 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조 방법을 각 단계별로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 a) 단계는 실리카에 극성 용매를 함침시키는 단계이다.
상기 a) 단계에서 사용하는 극성 용매로는 오일과 혼합이 가능한 용매라면 특별한 제한이 없으며, 바람직하게는 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 오일을 사용할 수 있다.
또한, a) 단계에서는, 상기 극성 용매에 활성성분을 더 첨가할 수 있다. 상기 활성성분으로는 약학적으로 유용한 물질이나 의학적 효과를 지니는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 일례로 아데노신, 알부틴, 비타민C, 및 그 친수성 유도체; 비타민B3, 비타민 B5, 비타민 H 및 그 유도체; 아세틸글루코사민; 및 펩타이드; 등을 사용하거나 이들의 조합을 사용할 수 있다.
상기 실리카로는 나노 스케일의 기공 사이즈를 가지는 것으로서, 극성 용매를 함침시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한이 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 실리카 내의 기공의 사이즈가 입경 기준으로 5 내지 40 nm인 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 후술하는 극성 용매 액적의 사이즈를 조절하기 용이한 장점이 있다.
본 발명의 b) 단계는, 상기 a) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카를 비극성 용매와 혼합하는 단계이다.
상기 b) 단계에서는, 상기 a) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카를 걸러낸 뒤, 이를 비극성 용매에 혼합한다.
본 발명에서 사용하는 비극성 용매는 통상적인 의미로 물과 혼합이 가능한 용매라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올, 아세톤 등을 사용할 수 있다.
이 때 포함되는 비극성 용매의 양은 상기 실리카 내에 함침된 극성 용매의 액적과 비극성 용매를 합산한 조성물의 총중량과 대비할 때, 극성 용매 액적의 함량이 0.01 중량%(W/W) 내지 30 중량%(W/W)로 포함되도록 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 극성 용매 액적의 함량이 0.1 중량%(W/W) 내지 15 중량%(W/W)로 포함되도록 포함할 수 있다.
상기 극성 용매 액적의 중량이 0.01 중량%(W/W 보다 적게 포함되면 유효성분의 함량이 너무 적어지는 문제가 있고, 30.0 중량%(W/W 보다 많이 포함되면 부피상 상 전이(phase inversion)가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 c)단계는, 상기 b) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 극성 용매 액적을 생성함으로써, 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함시키는 단계이다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 실리카의 기공 내부에 오일을 함침시킨 후, 실리카에 초음파나 전단응력(shear stress force) 등을 인가하여 실리카의 기공 내에 함침되었던 극성 용매를 빼내어, 액적 형태로 만듬으로써, 실리카의 기공 사이즈보다 작은 사이즈의 극성 용매 액적을 얻을 수 있다. 본 발명은 상기와 같은 방법으로, 극성 용매 액적의 사이즈를 나노 스케일 수준으로 조절할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법에 있어서, 실리카에 초음파를 인가시키는 방법은, 실리카에 함침된 극성 용매를 빼낼 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것이 아니나, 바람직하게는 한국 등록특허 10-1157144의 분산장치를 사용할 수 있다.
또한, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법에 있어서, 실리카에 전단응력(shear stress force)을 인가하는 방법 역시, 당해 업계에서 사용하는 방법이라면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다.
본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물에 포함되는 극성 용매 액적은, 액적의 장경의 입경이 0.2 내지 3 범위의 스팬 △D를 갖고, 상기 스팬 △D는 하기 수식 1에 따라 계산되는 것일 수 있다.
[식 1]
△D = (D90 - D10)/D50
상기 스팬 △D가 0.2 보다 작으면 이러한 액적을 제조하기 어려운 문제가 있고, 3 보다 크면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한, 본 발명의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법에 의하면, 조성물에 포함되는 극성 용매 액적 중 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50% 이상이다. 상기 극성 용매 액적의 장경의 입경이 20 nm 이하인 것의 비율이 50%보다 낮으면 분산성이 떨어지고, 상분리 현상이 발생하는 문제가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명의 제조방법을 보다 상세히 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 국한되는 것이 아님은 당연하다 할 것이다.
실시예
비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조
[실시예 1]
기공의 입경 사이즈가 20nm 이하인 에어로겔 (JIOS 사, 제품명 AeroVa) 20g을 퍼니스(Furnace, JSR 사, JSMF-45T)를 사용하여 450℃에서 2시간 열처리 한다. 열처리한 에어로겔 4g에 향 오일 8g을 첨가한 후 오버 헤드 교반기(M TOPS® 사, BL620D)를 사용하여 향 오일을 에어로겔의 기공에 함침시킨다. 이 후 향 오일이 흡착된 에어로겔 10g을 물 100g에 첨가한 후 오버 헤드 교반기를 사용하여 상기 에어로겔 내의 기공 내에 포함된 오일 액적을 용매 내에 분리한 후, 남은 에어로겔을 0.45um 필터로 걸러내어 오일-물 분산 조성물을 제조하였다. 상기 오일 액적과 물의 중량 비율(W/W)이 0.5: 99.5 되도록 물을 희석한 후, CryoTEM (JEOL사 JEM-3011HR, FEI사 Tecnai G2 spirit TWIN) 장치를 사용하여 촬영한 사진을 도 1에 나타내었다. 도 1의 우측 사진과 같이 스케일한 결과 모두 10nm 근처의 나노 스케일의 오일 액적이 분산되어 있는 것을 알 수 있었다.
[실시예 2]
에어로겔 (JIOS 사, 제품명 AeroVa) 대신 기공의 입경 사이즈가 30nm 이하인 에어로실(Evonik사, 제품명 R812S)를 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 오일-물 분산 조성물을 제조하였다. 상기 오일 액적과 물의 부피 비율(V/V)로 0.5: 99.5 이었으며, 촬영한 TEM 사진을 도 2에 나타내었다. 도 2와 같이 나노 스케일의 오일 액적이 분산되어 있는 것을 알 수 있었다.
[비교예 1]
기공의 입경 사이즈가 45nm 이상인 다공성 실리카(ABC NANOTECH사, 제품명 Silnos 190)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 오일-물 분산 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
향 오일과, 물을 0.5:99.5의 부피비로 혼합한 후, 여기에 계면활성제 (TCI사, Tween 60 제품) 5%를 첨가하여 오일-물 분산 조성물을 제조하였다.
비(非)계면활성제형 물-오일 (W /O) 분산 조성물의 제조
[실시예 3]
기공의 입경 사이즈가 20nm 이하인 에어로겔 (JIOS 사, 제품명 AeroVa) 20g을 퍼니스(Furnace, JSR 사, JSMF-45T)를 사용하여 450℃에서 2시간 열처리 한다. 열처리한 에어로겔 4g에 물 8g을 첨가한 후 오버 헤드 교반기(M TOPS® 사, BL620D)를 사용하여 물을 에어로겔의 기공에 함침시킨다. 이 후 물이 흡착된 에어로겔 10g을 MCT(medium chain triglycerides) Oil 100g에 첨가한 후 오버 헤드 교반기를 사용하여 상기 에어로겔 내의 기공 내에 포함된 물 액적을 용매 내에 분리한 후, 남은 에어로겔을 0.45um 필터로 걸러내어 물-오일 분산 조성물을 제조하였다. 상기 물 액적과 오일의 중량 비율(W/W)이 2.5: 97.5 되도록 오일을 희석하여, 나노 스케일의 물 액적이 분산되어 있는 물-오일 분산 조성물을 제조하였다.
[실시예 4]
에어로겔 (JIOS 사, 제품명 AeroVa) 대신 기공의 입경 사이즈가 30nm 이하인 에어로실(Evonik사, 제품명 R812S)를 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노 스케일의 물 액적이 분산되어 있는 물-오일 분산 조성물을 제조하였다. 상기 물 액적과 오일의 부피 비율(V/V)로 0.5: 99.5 이었다.
[비교예 3]
기공의 입경 사이즈가 45nm 이상인 다공성 실리카(ABC NANOTECH사, 제품명 Silnos 190)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 물-오일 분산 조성물을 제조하였다.
[비교예 4]
물과, 오일을 0.5:99.5의 부피비로 혼합한 후, 여기에 계면활성제 (TCI사, Span 60 제품) 5%를 첨가하여 물-오일 분산 조성물을 제조하였다.
실험예 1: 오일 액적의 크기 특성
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 오일-물 분산 조성물 및 실시예 3 내지 4 및 비교예 3 내지 4에서 제조된 물-오일 분산 조성물 내의 오일 액적 또는 물의 입경을 CryoTEM (JEOL사 JEM-3011HR, FEI사 Tecnai G2 spirit TWIN) 장치를 사용하여 촬영한 후, 액적 평균 입경을 측정하여 표 1에 나타내었다.
액적 평균 입경 (nm)
실시예 1 10
실시예 2 19
비교예 1 상분리로 측정 불가
비교예 2 상분리로 측정 불가
실시예 3 12
실시예 4 18
비교예 3 상분리로 측정 불가
비교예 4 상분리로 측정 불가
실험예 2: 투과도 특성
UV-Vis Spectrometer(Thermo Scientific사 Evolution 60S)를 사용하여, 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 오일-물 분산 조성물 및 실시예 3 내지 4 및 비교예 3 내지 4에서 제조된 물-오일 분산 조성물에 대하여, 각각의 분산 조성물을 희석 없이 3mL을 기기 내에 주입한 후 UV 700~200nm에서 스캐닝(scanning)한 후 UV 650nm에서의 투과도를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
650nm 투과도
실시예 1 100%
실시예 2 100%
비교예 1 55%
비교예 2 96%
실시예 3 100%
실시예 4 100%
비교예 3 43%
비교예 4 92%
상기 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 4는 우수한 투과율을 나타내었고, 기공의 입경 사이즈가 40nm 이상인 다공성 실리카를 사용한 비교예 1과 비교예 3은 현저히 낮은 투과율을 나타냄을 알 수 있었다.
실험예 3: 상분리 특성
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 오일-물 분산 조성물 및 실시예 3 내지 4 및 비교예 3 내지 4에서 제조된 물-오일 분산 조성물에 대하여, 원심분리기(WiseTis®사 CF-10 Set)를 사용하여 13500rpm으로 5분간 원심 분리하여 상분리 특성을 비교해 보았다.
그 결과, 원심분리 직후에는 원심분리 전(도 3)과 큰 차이가 없으며, 도 4에서와 같이 5일 경과 후 비교예 1 및 비교예 3, 비교예 4 의 경우 불투명하거나 층분리가 발생하였으며, 실시예 1 내지 4는 상이 안정함을 확인하였다.
실험예 4: 온도 안정성 특성
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 오일-물 분산 조성물 및 실시예 3 내지 4 및 비교예 3 내지 4에서 제조된 물-오일 분산 조성물에 대하여, 4℃, 30℃, 45℃ 조건에서 4주 보관한 후 제조된 오일-물 분산 조성물의 외관 변화를 관찰하였으며, 하기 표 3 및 도 5 (4℃에서 4주 보관), 도 6 (30℃에서 4주 보관) 및 도 7 (45℃에서 4주 보관)에 나타내었다.
구분 안정도
4℃ 30℃ 45℃
1주 2주 4주 1주 2주 4주 1주 2주 4주
실시예 1 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명
실시예 2 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명
비교예 1 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명
비교예 2 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명
실시예 3 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명
실시예 4 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명 투명
비교예 3 상분리 상분리 상분리 상분리 상분리 상분리 상분리 상분리 상분리
비교예 4 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명 불투명
그 결과 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 4는 4℃, 30℃, 45℃ 조건에서 모두 외관상 투명하여 안정도가 양호한 것으로 나타났으며, 비교예 1, 2, 4는 4℃, 30℃, 45℃ 조건에서 모두 외관상 불투명하며, 비교예 3의 경우 층분리가 되어 안정도가 유지되지 못하였음을 알 수 있었다.

Claims (40)

  1. 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서,
    상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비극성 용매 액적의 평균 입경이 20 nm 이하인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비극성 용매의 액적은, 장경/단경의 비율의 평균이 1 내지 1000인 타원형 액적을 포함하는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비극성 용매의 액적은, 구형도 0.7 내지 1의 액적을 포함하는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비극성 용매는, 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 극성 용매는, 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비극성 용매의 액적은 조성물 총중량 대비 0.01 중량%(W/W) 내지 30.0 중량%(W/W)로 포함되는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비극성 용매의 액적은 활성성분을 더 포함하는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 활성성분은 사이클로 스포린A, 파클리탁셀, 도세탁셀, 데커신, 멜록시캄, 이트라코나졸, 셀레콕시브, 카페시타빈, 트라보, 프로스트, 이소플라본, 디클로페낙나트륨, 진세노사이드 Rg1, 타클로리무스, 알렌드로네이트, 라타노프로스트, 비마토프로스트, 아토바스타틴 칼슘, 로슈바스타틴 칼슘, 엔테카비어, 암포테리신B, 오메가 3, 우루소데옥시콜린산, 유칼립투스유, 라벤더유, 레몬유, 산달우드유, 로즈마리유, 카모마일유, 신나몬유, 오렌지유, 알파비사보롤, 비타민A(레티놀), 비타민E, 토코페릴 아세테이트, 비타민D, 비타민F 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 활성성분은 상기 비극성 용매의 액적 대비 0.001 중량%(W/W) 내지 20 중량%(W/W)로 포함되는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물.
  11. 제1항의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물을 포함하는 화장료 조성물.
  12. 제1항의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물을 포함하는 의약용 조성물.
  13. a) 실리카에 비극성 용매를 함침시키는 단계;
    b) 상기 a) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카를 극성 용매와 혼합하는 단계; 및
    c) 상기 b) 단계에서 제조된 비극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 비극성 용매 액적을 생성함으로써, 극성 용매 내에 비극성 용매 액적을 포함시키는 단계;를 포함하는,
    제1항의 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 비극성 용매는, 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 극성 용매는, 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 실리카의 기공 사이즈가 입경 기준으로 5 내지 40 nm인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 비극성 용매의 액적은 조성물 총중량 대비 0.01 중량%(W/W) 내지 30 중량%(W/W)로 포함되는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 비극성 용매에 활성성분을 더 첨가하는, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 활성성분은 사이클로 스포린A, 파클리탁셀, 도세탁셀, 데커신, 멜록시캄, 이트라코나졸, 셀레콕시브, 카페시타빈, 트라보, 프로스트, 이소플라본, 디클로페낙나트륨, 진세노사이드 Rg1, 타클로리무스, 알렌드로네이트, 라타노프로스트, 비마토프로스트, 아토바스타틴 칼슘, 로슈바스타틴 칼슘, 엔테카비어, 암포테리신B, 오메가 3, 우루소데옥시콜린산, 유칼립투스유, 라벤더유, 레몬유, 산달우드유, 로즈마리유, 카모마일유, 신나몬유, 오렌지유, 알파비사보롤, 비타민A(레티놀), 비타민E, 토코페릴 아세테이트, 비타민D, 비타민F 및 이들의 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 비극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하는 방법은 초음파를 인가하거나, 또는 전단응력(shear stress force)을 인가하는 것인, 비(非)계면활성제형 오일-물(O/W) 분산 조성물의 제조방법.
  21. 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함하는 분산 조성물로서,
    상기 분산 조성물의 투과도(transparency)가 90 내지 100%인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 극성 용매 액적의 평균 입경이 20 nm 이하인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 극성 용매의 액적은, 장경/단경의 비율의 평균이 1 내지 1000인 타원형 액적을 포함하는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 극성 용매의 액적은, 구형도 0.7 내지 1의 액적을 포함하는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 비극성 용매는, 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 극성 용매는, 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 극성 용매의 액적은 조성물 총중량 대비 0.01 중량%(W/W) 내지 30.0 중량%(W/W)로 포함되는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 극성 용매의 액적은 활성성분을 더 포함하는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 활성성분은 아데노신, 알부틴, 비타민C, 비타민B3, 비타민 B5, 비타민 H, 아세틸글루코사민, 펩타이드 및 이들의 유도체;로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 활성성분은 상기 극성 용매의 액적 대비 0.001 중량%(W/W) 내지 20 중량%(W/W)로 포함되는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물.
  31. 제21항의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물을 포함하는 화장료 조성물.
  32. 제21항의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물을 포함하는 의약용 조성물.
  33. a) 실리카에 극성 용매를 함침시키는 단계;
    b) 상기 a) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카를 비극성 용매와 혼합하는 단계; 및
    c) 상기 b) 단계에서 제조된 극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하여, 극성 용매 액적을 생성함으로써, 비극성 용매 내에 극성 용매 액적을 포함시키는 단계;를 포함하는,
    제21항의 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 비극성 용매는, 오일, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 극성 용매는, 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 실리카의 기공 사이즈가 입경 기준으로 5 내지 40nm인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 극성 용매의 액적은 조성물 총중량 대비 0.01 중량%(W/W) 내지 30 중량%(W/W)로 포함되는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  38. 제33항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 극성 용매에 활성성분을 더 첨가하는, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 활성성분은 아데노신, 알부틴, 비타민C, 비타민B3, 비타민 B5, 비타민 H, 아세틸글루코사민, 펩타이드 및 이들의 유도체;로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
  40. 제33항에 있어서,
    상기 c) 단계에서, 극성 용매가 함침된 실리카에 충격을 가하는 방법은 초음파를 인가하거나, 또는 전단응력(shear stress force)을 인가하는 것인, 비(非)계면활성제형 물-오일(W/O) 분산 조성물의 제조방법.
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