KR100480954B1

KR100480954B1 - 우수한 온도 안정성, 투명성 및 장식성을 갖는 수성 겔의제조방법 및 그로부터 제조되는 수성 겔

Info

Publication number: KR100480954B1
Application number: KR10-2001-0077386A
Authority: KR
Inventors: 신현우; 김진구; 김영진
Original assignee: 주식회사옥시
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: KR20030047018A

Abstract

본 발명은 젤라틴 및 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체를 이용한 수성 겔의 제조방법 및 그로부터 제조되는 수성 겔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 수성 겔 총 중량에 대하여 1.0-3.0 중량%의 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계; (b) 수성 겔 총 중량에 대하여 0.1-1.0 중량%의 이소부틸렌 무수 공중합체를 용해하여 겔 가교제 용액을 수득하는 단계; (c) 용제에 보조 성분을 용해하여 보조 성분 용액을 수득하는 단계; (d) 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가하는 단계; 및 (e) 상기 (d)의 혼합물에 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가하고 겔화시키는 단계를 포함하는 온도안정성, 투명성, 장식성이 우수한 수성 겔에 관한 것이다.

Description

우수한 온도 안정성, 투명성 및 장식성을 갖는 수성 겔의 제조방법 및 그로부터 제조되는 수성 겔{Method for Preparing Hydrogel with Improved Temperature Stability, Transparency and Fine Appearance}

본 발명은 우수한 온도안정성, 투명성 및 장식성을 갖는 수성 겔의 제조방법 및 그로부터 제조되는 수성 겔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 젤라틴 및 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체를 이용한 수성 겔의 제조방법 및 그로부터 제조되는 수성 겔에 관한 것이다.

종래에는 카라기난, 한천, 젤라틴, 젤란검 등의 겔화제를 사용하여 수성 겔 방향제를 제조하였다. 이러한 겔화제는 물에 분산시킨 후 열을 가하면 수화가 이루어졌다가 냉각되면서 각 구조들이 치밀한 배열 (Aggregation)을 하게 되어 네트워크를 형성하는 겔이 된다.

카라기난 (Carrageenan)은 홍조류에 속하는 해조류의 추출물로 β-D-갈락토스와 α-D-갈락토스를 반복 단위로 하는 갈락탄 (Galactan)의 기본 구조를 형성하고 있고 분자량은 100,000-500,000이다. 카라기난은 카파 (Kappa), 아이오타 (Iota) 및 람다 (Lambda)의 3가지 형태로 존재하며, 다당류 골격에 존재하는 황 에스테르 치환기의 수와 그 위치로 구분한다. 카라기난을 물에 침지시켜 열을 가하면 용해되면서 카라기난 고분자들이 분산되고, 적당한 양이온 (예: K⁺ 및 Ca²⁺) 존재 하에서 이를 냉각하면 이중 나선구조로 배열된다. 온도가 더욱 낮아져서 상온까지 떨어지게 되면, 이중 나선구조들이 다시 그 특성에 따라 더 치밀한 배열 (Aggregation)을 하게 되어 네트워크를 형성한다. 일반적으로 카파 형태가 아이오타 형태 보다 응집이 쉽게 일어나므로, 겔의 강도가 더 높다고 알려져 있기 때문에, 카파 형태는 모양 유지를 필요로 하는데 이용되고, 아이오타 형태는 부드럽고 탄력성 있는 겔을 만들 때, 그리로 필름 형성이나 퍼짐성을 필요로 할 때 주로 사용된다. 이러한 특성을 이용하여 고정화된 미생물을 이용한 바이오촉매의 제조에도 카리기난이 사용되는데, 미국특허 제 4,518,693호는 에탄올을 생산하는 미생물의 배양에 상기 카리기난을 이용하여 미생물을 수성 겔로 고정화하는 방법을 개시하고 있다. 상기 카라기난은 가격이 저렴하고 일정한 휘산성 및 명확한 종점을 갖으며 상온에서 물에 잘 분산되고 60℃-70℃의 온도에서 수화가 이루어지기 때문에 비교적 다루기가 쉽지만, 80℃ 이상의 고온에서는 겔의 안정도가 떨어지기 때문에 유의해야 하고, 냉각 속도를 너무 빨리 할 경우 겔 구조가 치밀해져 이수가 발생되기 쉬우며, 40℃ 이상의 높은 온도에서 보관 및 유통할 경우 제품이 질적으로 저하될 수 있고, 겔화 되었을 시 투명도가 만족스럽지 못하며, 겔의 휘발시 줄어드는 모양이 불규칙하여 장식성이 없다는 단점이 있다.

한천은 홍조류와 녹조류에서 추출되는 다당류로서, 갈락토스와 무수 갈락토스를 기본 구조로 하고 있으며, 복잡한 반응 없이 뜨거운 수용액을 식히는 것만으로 가역적으로 겔을 형성할 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인하여, 한천은 식용, 의약용 공업용 등으로 널리 사용되고 있다. 미국특허 제 4,871,490호는 한천을 이용한 수성 겔 연고의 제조방법을 개시하고 있으며, 이 경우 겔의 형성에 추가적인 요소가 요구되지 않으므로, 상처 치료에 효과적으로 사용될 수 있음이 알려져 있다. 그러나, 겔의 투명성이 떨어지고, 이수가 쉽게 발생되며, 용기에서 겔의 휘발시 모양이 불규칙하여 장식성이 없다는 단점이 있다.

젤라틴은 소나 돼지 등의 동물 뼈나 가죽을 이용하여 제조되며 뼈나 가죽의 주요 구성 성분인 콜라겐의 가수분해로 얻어지는 각종 아미노산의 복합체이다. 젤라틴은 찬물에서 자기 자신의 부피의 5-10배 정도의 물을 흡수해 팽창하고, 녹는점 이상으로 가열하면 팽창한 젤라틴은 다시 풀어지며, 식히면 겔이 형성된다. 이러한 전환 반응은 가역적이어서 반복되어질 수 있다. 젤라틴 겔은 27℃-34℃에서 풀리기 시작하므로 입에서 녹을 수 있으며 이러한 성질로 인해 제과, 젤리, 의약품 등의 원료로 널리 사용된다. 비교적 낮은 온도에서 수화 및 겔화가 이루어지지만 부패가 쉬워 주의를 요하고 상기 언급한 바와 같이 열에 약하기 때문에 방향제의 겔화제로 단독 사용하기에는 어려움이 있다.

젤란검은 미생물인 슈도모나스 엘로디아 (Pseudomanas elodea)를 발효시켜 얻은 부산물로서, 포도당: 글루쿠로닌산: 람노스가 2:1:1의 비율로 포함되어 있다. 젤란검의 큰 특징중의 하나는 수소 이온을 포함한 거의 모든 양이온들과 작용하여 겔을 형성한다는 것인데, 각 이온들과의 친화력이 서로 달라 2가 양이온들이 1가 양이온보다 훨씬 더 강한 친화력을 갖으므로, 0.05-0.4%의 낮은 농도에서 겔을 만들 수 있고, 이온 농도를 조작함으로써 겔 강도를 조절할 수 있다는 점이다. 또한, 투명한 겔을 만들 수 있고 내열성 및 산에 대한 안정성이 뛰어나다는 장점이 있으나, 다른 겔화제에 비해 매우 고가이고, 이수가 많은 단점이 있다. 가교제를 섞어 이수 현상을 보완할 수 있지만 겔의 휘발시 모양이 밑으로 주저앉듯이 줄어들어 역시 장식성은 떨어진다.

그러나, 상술한 각각의 겔화제는 단독적으로 사용될 경우, 비교적 안정한 형태의 겔을 형성할 수 있으나, 추가적인 성분이 포함되는 경우에는 겔의 질적인 저하가 초래될 수도 있어, 실질적으로 적용하기에 많은 문제점이 있는 실정이다. 예를 들어, 겔에 향료 등의 불용성 화합물이 함유될 경우, 균일한 겔이 형성되지 못하여 겔의 균열 및 비응고 상태가 초래될 수 있고, 친수성이 너무 강한 계면 활성제 등이 포함될 경우, 겔의 응고반응이 수행되지 않을 수도 있으며, 휘발성 물질이 포함되는 경우, 휘발성 물질이 소모된 후 잔류하는 비휘발성 잔여물질로 인하여 겔의 구조가 불안정화 될 수도 있음이 알려져 있다.

상기한 문제점을 극복하여 범용적으로 적용될 수 있는 겔을 개발하려는 노력이 계속된 결과, 올레핀 무수 말레산 공중합체를 젤라틴에 첨가하여 적용 범위가 넓은 겔이 개발되었다 (참조: 일본국 특허 제 2616960호). 상기 특허는 젤라틴과 올레핀 무수 말레산 공중합체 등의 가교제를 혼합하여 제조된 수성 겔이 열 안정성과 투명성이 개선됨을 개시하고 있다. 그러나, 상술한 방법으로 겔을 제조할 경우, 비교적 넓은 범위의 추가 물질을 포함하여도 균일한 조직의 겔을 제조할 수 있으나, 겔에 포함되어 있는 휘발성 성분이 휘산되어 겔이 수축될 때 외관의 모양이 붕괴되므로 장식성이 크게 감소되는 문제점이 있다. 또한, 상기 특허에 개시된 겔은 0℃ 미만의 온도에서는 안정성이 크게 감소되는 문제점이 있다.

따라서, 겔의 열안정성을 보다 개선하고, 겔의 수축시 외관의 모양을 그대로 유지하여 장식성을 보유할 수 있는 수성 겔에 대한 요구가 대두되고 있다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 특허문헌이 참조되고 그 인용은 괄호 내에 표시되어 있다. 인용된 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준과 본 발명의 요지가 보다 상세하게 설명된다.

본 발명자들은 투명성 및 열안정성이 우수하고 이수가 없으면서도 휘발시 용기 모양에 따라 수축되어 장식성도 우수한 수성 겔을 제조하고자 예의 연구 노력한 결과, 겔화제로서 젤라틴과 겔 가교제로서 이소부틸렌 무수 말레산 공중합체를 적합한 함량으로 하여 수성 겔을 제조하는 경우에는 상기한 우수한 특성을 나타내는 수성 겔이 제조됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 수성 겔의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 수성 겔의 제조방법에 의해 제조된 수성 겔을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 수성 겔 총 중량에 대하여 1.0-3.0 중량%의 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계; (b) 수성 겔 총 중량에 대하여 0.1-1.0 중량%의 이소부틸렌 무수 공중합체를 용해하여 겔 가교제 용액을 수득하는 단계; (c) 용제에 보조 성분을 용해하여 보조 성분 용액을 수득하는 단계; (d) 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가하는 단계; 및 (e) 상기 (d)의 혼합물에 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가하고 겔화시키는 단계를 포함하는 수성 겔의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법에 이용되는 젤라틴의 함량은 본 발명이 목적하는 수성 겔의 우수한 특성을 달성하는 데 매우 중요한 요소이며, 그 함량은 수성 겔 총 중량에 대하여 1.0-3.0 중량%가 바람직하다. 상기와 같은 함량의 젤라틴을 이용하는 경우에는 최종적으로 제조된 겔이 수축될 때 용기 모양에 따라 수축되어 장식성이 매우 우수하고, 휘발 종점에 도달하여서도 투명성이 보장되며 그리고 일정한 휘산성을 발휘하게 된다. 본 명세서에서 용어 "장식성"은 최종적으로 제조된 수성 겔이 용기에서 수축될 때 용기에 들러 붙지 않고 용기 모양에 따라 수축되어 깨끗한 외형을 이루는 것을 의미한다.

상기 젤라틴의 함량이 1.0 중량% 미만인 경우에는 제조되는 겔의 강도가 충분하지 못하여 외형을 유지하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 젤라틴이 함량이 3.0 중량%를 초과하는 경우에는 최종적으로 제조된 겔이 휘발될 때 겔의 표면에 필름이 형성되어 원활한 휘발이 이루어지지 않고, 휘발에 의해 겔의 수축시 투명성이 감소되는 문제점이 있다. 보다 바람직하게는 젤라틴의 함량은 수성 겔 총 중량에 대하여 1.3-1.8 중량%이다. 이용되는 젤라틴의 분자량은 통상적으로 50,000-300,000이며, 바람직하게는 100,000-200,000이다. 젤라틴의 젤리 강도는 블룸 (bloom)으로 나타내고, 본 발명에 있어서 바람직한 범위는 150-200 블룸이다.

본 발명의 제조방법에 따르면, 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계는 물에 젤라틴을 침지시킨 다음 30℃-60℃로 가온하여 실시된다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 겔화제 용액을 수득하는 단계에서 물 이외에 겔 강화제가 이용될 수 있다. 상기 겔 강화제는 겔의 일정한 휘발성을 유지하게 하고 탄력성도 강화시킨다. 본 발명에서 이용될 수 있는 겔 강화제는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 글리세린 등과 같은 다가 알코올 및 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 및 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르와 같은 글리콜 에테르류 등을 포함한다. 바람직하게는 상기 겔 강화제는 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜과 같은 다가 알코올이며, 이는 다가 알코올이 겔 강화제로서의 작용 뿐만 아니라 제조되는 수성 겔의 저온 안정성도 향상시켜 주기 때문이다. 적합한 겔 강화제의 양은 특별한 제한은 없으나, 소망하는 휘발량 및 장식성을 위한 적합한 겔 강도를 유지하기 위해서는 수성 겔 총 중량에 대하여 1-10 중량%이다.

본 발명에서 이용되는 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체는 겔 가교제의 작용을 하며, 수성 겔의 열안정성, 투명성 및 강도를 위하여 필수적으로 요구되는 성분이다. 상기 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체의 양은 수성 겔 총 중량에 대하여 0.1-1.0 중량%가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.2-0.8 중량%이다. 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체의 양이 0.1 중량% 미만인 경우에는 겔의 열안정성이 크게 감소되는 문제점이 있고, 1.0 중량%를 초과하는 경우에는 급격한 점도 상승이 발생하여 생산 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있다. 본 발명에서 이용되는 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체의 분자량 (수평균 분자량)은 통상적으로 100,000-200,000이며, 바람직하게는 160,000-170,000이다. 또한, 최종적으로 제조되는 수성 겔의 pH를 중성 근처로 유지하기 위하여 상기 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체는 염의 형태로 존재하는 것을 이용하는 것이 바람직하며, 예컨대 암모늄 염으로 존재하는 것을 이용할 수 있다.

상술한 젤라틴 및 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체의 임계적인 함량 값은 본 발명의 수성 겔의 장식성, 휘발성, 투명성 및 강도를 위하여 반드시 고려되어야 하는 것이다. 또한, 본 발명의 수성 겔을 담는 용기 모양에 따라서도 상술한 임계적인 수치 범위 내에서 함량의 변화를 줄 수 있다. 예를 들어, 용기 모양이 둥근 곡선형일 경우에는 사각 직선형일 때 보다 젤라틴의 함량을 높이는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 보조 성분으로 이용되는 향료 (예: 플로랄계 향료, 시트러스계 향료)는 특별한 제한은 없고, 상업적으로 구입 가능한 어떠한 것도 이용될 수 있다. 향료의 함량은 특별히 제한적이지 않고, 소망하는 향의 강도에 맞게 투입하며, 함량이 5% 이상일 경우에는 가용화하기 용이한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 향의 함량이 너무 많을 경우에는 이에 따라 용제의 양도 크게 증가하게 되고 이는 겔 품질, 예컨대 겔 강도에 악영향을 미칠 수 있다. 본 발명에 이용되는 향료의 양은 수성 겔 총 중량에 대하여 1-10 중량%가 바람직하다.

향료를 가용화하기 위한 용제는 통상적으로 당업계에서 이용되는 어떠한 것도 이용될 수 있으며, 예컨대, 폴리 옥시 알킬렌 에테르, 폴리 옥시 알킬렌 페닐 에테르, 폴리 옥시 에틸렌 피마자유, 폴리 옥시 에틸렌 노닐 페닐 에테르, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 및 그의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 상기 용제는 폴리 옥시 에틸렌 에테르와 에탄올의 혼합물 또는 폴리 옥시 에틸렌 피마자유와 에탄올의 혼합물이다. 상기한 바와 같이 용제에는 에탄올이 포함되는 것이 바람직하며, 이는 에탄올이 용제의 역할 뿐만 아니라 최종적으로 제조된 수성 겔의 휘발성을 향상시키기 때문이다. 상기 용제의 함량은 향료의 양, 종류에 따라 결정이 되며, 전형적으로 1-10 중량%이다. 한편, 용제의 종류 및 양에 따라 고온 및 저온에서의 수성 겔의 투명도가 변화되기 때문에 적합한 용제의 종류 및 양을 선택하는 것이 중요하다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 보조 성분으로 이용되는 탈취제는 식물 (녹차잎, 감잎 등)에서 추출한 후라보노이드계 탈취제, 사이클로덱스트린, 와사비 추출물 및 목초액 등 수용액에서 이용 가능한 모든 탈취제를 포함하며, 그 함량은 특별히 제한은 없으나 0.1-2.0 중량%가 적합하다.

또한, 보조 성분으로 이용되는 다른 성분인 방부제는 겔화시에 젤라틴의 부패를 막기 위하여 첨가되는 것이다. 이용될 수 있는 방부제로는 디히드록시메틸 디메틸 하이단토인, 3-요오드-2-프로피닐부틸카바메이트, 클로로메틸 이소티아졸린-3-온, 2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, 및 2,4,4'-트리클로로-2'-히드록시-디페닐에테르 등을 포함하여, 함량은 0.01-0.5 중량%가 바람직하다.

또 다른 보조 성분으로서의 pH 조정제는 제조되는 수성 겔의 pH가 강산이나 강염기일 경우 첨가되며, EDTA(Ethylene Diamine Tetracetic Acid) 및 구연산나트륨 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제조방법에 따르면, 보조 성분액을 젤라틴 겔화제 용액에 첨가 및 교반할 때에는 온도에 큰 영향을 받지 않으며, 30℃-40℃가 바람직하다. 또한, 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체 겔 가교제 용액을 겔화제 용액과 보조 성분액의 혼합물에 첨가 및 교반할 때에는 20℃-40℃가 바람직하며, 20℃ 미만인 경우에는 분주시 문제가 있고, 40℃를 초과하게 되면 겔화가 지나치게 빨리 발생하게 되어 제품 생산에 적용하기 어렵다.

상술한 본 발명의 제조방법에 의해 휘발성, 투명성 및 강도 뿐만 아니라 장식성도 우수한 수성 겔이 제조된다.

한편, 상술한 본 발명의 제조방법에서, 보조 성분 용액의 용제 또는 계면활성제 종류나 함량을 적절히 조절하면 겔화의 속도가 가속되어 겔 내부에 발생한 기포가 겔 외부로 빠져 나오기 전에 겔화가 이루어지게 된다. 따라서, 최종적인 수성 겔의 내부에 기포가 발생하게 된다. 발생한 기포는 시간이 지남에 따라 일정하게 유지되지 않고 커지는 경향이 있기 때문에 탈포장치를 이용하여 제거해 주는 것이 좋다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 수성 겔 총 중량에 대하여 1.3-1.8 중량%이고, 분자량 100,000-200,000인 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계; (b) 수성 겔 총 중량에 대하여 0.2-0.8 중량%이고, 분자량은 160,000-170,000인 이소부틸렌 무수 공중합체를 용해하여 겔 가교제 용액을 수득하는 단계; (c) 폴리 옥시 에틸렌 에테르와 에탄올의 혼합물 또는 폴리 옥시 에틸렌 피마자유와 에탄올의 혼합물을 포함하는 용제에 향료, 그리고 탈취제, 방부제, pH 조정제, 염료 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 보조 성분을 용해하여 보조 성분 용액을 수득하는 단계; (d) 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가한 다음 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가하거나 또는 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가한 다음 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가하는 단계; (e) 상기 (d)의 혼합물을 겔화시키는 단계를 포함하는 수성 겔의 제조방법을 제공한다. 이와 같은 제조방법의 상세한 설명은 상술한 본 발명의 제조방법과 동일하므로 명세서의 과도한 중복성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 수성 겔의 제조방법에 의해 제조된 수성 겔을 제공한다. 본 발명의 수성 겔은 투명성이 휘발 종점까지 계속적으로 유지되고, -15℃ 내지 60℃의 광범위한 온도에서 온도안정성이 우수하다. 특히, -15℃까지 온도안정성을 나타내고 있고, 이와 같은 저온 안정성은 종래의 어떠한 수성 겔에서도 달성되지 못한 것이다. 또한, 본 발명의 수성 겔은 광범위의 온도에서 이수가 되지 않으며, 휘산성도 우수하고, 일정한 시간이 지난 후 수축되는 양상이 수성 겔을 담고 있는 용기의 모양에 따라 수축되므로 장식성이 우수하다. 본 명세서에서 "온도 안정성"은 다양한 온도 범위에서 수성 겔의 구조를 유지하는 정도를 의미한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 수성 겔 방향제의 제조

분자량 100,000-200,000의 젤라틴 1.7 g 및 에틸렌 글리콜 2.0 g을 물 75 g에 침지하고, 팽윤시킨 다음, 40℃까지 가온하여 균일하게 용해하였다. 한편, 시트러스 계열 향료 3 g, 폴리 옥시 에틸렌 노닐 페닐 에테르 3 g 및 에탄올 5 g을 혼합 및 교반시킨 다음, 30℃로 냉각된 상기 젤라틴 용액에 첨가한 다음, 10분 동안 교반하였다. 이어, 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체 암모늄 염 0.3 g을 물 10 g에 용해시킨 용액을 첨가하고, 10분 동안 다시 교반하였다. 그런 다음, 준비된 용기에 충진하고 상온에서 12시간 동안 정치시켜 수성 겔 방향제를 제조하였다.

제조된 수성 겔을 휘발시키면서 상태를 관찰한 결과, 약 10-15일을 전후하여 용기에서 겔이 이격되어 용기 모양 그대로 수축되는 우수한 장식성을 보였고, 투명도가 종말점까지 유지되며 잔유물이 지저분하게 남지 않았다.

실시예 2: 투명한 수성 겔 탈취제의 제조

분자량 100,000-200,000의 젤라틴 1.5 g 및 프로필렌 글리콜 1.5 g을 물 85.4 g에 침지하고, 팽윤시킨 다음, 40℃ 까지 가온하여 균일하게 용해한 다음, 후라보노이드계 탈취제 1g을 첨가하고 온도를 30℃까지 냉각시켰다. 이어, 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체 암모늄 염 0.6 g을 물 10 g에 용해시킨 용액을 상기 젤라틴 용액에 첨가한 다음, 10분 동안 교반하였다. 그런 다음, 준비된 용기에 충진하고 상온에서 12시간 정치시켜 수성 겔 방향 탈취제를 제조하였다.

본 실시예에 의해서 제조된 수성 겔도 상기 실시예 1의 수성 겔과 유사하게, 용기 모양 그대로 수축되었고 기존 탈취제에서 볼 수 없었던 투명도가 가미되어 우수한 장식성을 나타내었다.

비교 실시예 1:

젤라틴 함량이 0.8 g인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 수성 겔 방향제를 제조하였다.

비교 실시예 2:

상기한 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되 겔 강화제인 에탄올 글리콜을 넣지 않았다.

비교 실시예 3: 젤란검을 이용한 수성 겔의 제조

젤라틴 대신 젤란검 0.5 g을 사용하고, 물 87.95 g을 사용하며, 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체 암모늄 염의 함량이 0.5 g이고, 용제에 염화칼슘 0.05 g을 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수성 겔을 제조하였다.

비교 실시예 4: 카라기난을 이용한 수성 겔의 제조

젤라틴 대신 카라기난 2.0 g을 사용하고, 물 86.5 g을 사용하며, 용제에 염화나트륨 0.5 g을 포함하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수성 겔을 제조하였다.

실험예 1: 수성 겔의 특성 조사

실시예 1 내지 2 및 비교 실시예 1 내지 4에서 제조된 수성 겔에 대하여 외관평가, 열안정도 평가, 이수량 평가, 휘산성 평가 및 휘발시 겔의 축소되는 모양 평가를 실시하였고, 그 결과는 다음 표 1에 나타나 있다:

구 분	투명도¹⁾	냉온 안정성²⁾	이수 여부³⁾	고온 안정성²⁾				겔의 휘발시 모양⁵⁾
구 분	투명도¹⁾	냉온 안정성²⁾	이수 여부³⁾	40℃4주	40℃8주	50℃4주	60℃2주	겔의 휘발시 모양⁵⁾
실시예 1	투명	Yes	No	Yes	Yes	Yes	Yes	O
실시예 2	투명	Yes	No	Yes	Yes	Yes	Yes	O
비교예 1	투명	겔 약간 손상	No	Yes	Yes	No	No	X
비교예 2	투명	겔 손상	No	Yes	Yes	Yes	Yes	O
비교예 3	반투명	겔 손상	Yes	No	No	No	No	O
비교예 4	불투명	겔 손상	Yes	Yes	No	No	No	X
¹⁾ 목시에 의해 판정 ²⁾냉동실(-15℃)에서 1주일 보관 후 상온에 방치했을 때의 겔의 이상 유무 평가 ³⁾냉온 사이클 (60℃에서 4시간 및 -15℃에서 4시간) 4회 실시후 이수량 평가 ⁴⁾ 상기 조건과 같이 오븐에 보관 후 상온에 방치했을 때의 겔의 이상 유무 및 이수량 평가 ⁵⁾처음 개봉시부터 휘발 종점까지 겔의 수축되는 모양 판정 (O: 용기로부터 겔이 이격되어 용기 모양 그대로 수축되는 양상을 나타냄, X; 겔이 용기에 들러붙어 용기 모양 그대로 수축되지 않거나 뒤틀린 모양으로 수축됨)

상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 수성 겔은 투명성이 계속적으로 유지되고, 광범위의 온도에서 열 안정성이 우수하다. 특히, 열 안정성 측면에서는 -15℃까지 열 안정성을 나타내고 있고, 이와 같은 저온 안정성은 종래의 어떠한 수성 겔에서도 달성되지 못한 것이다. 또한, 본 발명의 수성 겔은 광범위의 온도에서 이수가 되지 않으며, 휘산성도 우수하다. 한편, 본 발명의 수성 겔은 수축되는 양상이 수성 겔을 담고 있는 용기의 모양에 따라 수축되며, 용기에 들러 붙지 않아 장식성이 우수하다.

본 발명은 수성 겔의 제조방법 및 그로부터 제조되는 수성 겔을 제공한다. 본 발명의 수성 겔은 투명성이 계속적으로 유지되고, 광범위한 온도에서 열 안정성이 우수하며, 광범위의 온도에서 이수가 되지 않고, 휘산성도 우수하며, 수축되는 양상이 수성 겔을 담고 있는 용기의 모양에 따라 수축됨으로써 장식성이 우수하다.

Claims

다음의 단계를 포함하는 수성 겔의 제조방법:

(a) 수성 겔 총 중량에 대하여 1.0-3.0 중량%이고 분자량 50,000-300,000인의 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계;

(b) 수성 겔 총 중량에 대하여 0.1-1.0 중량%이고 분자량 100,000-200,000인 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체를 용해하여 겔 가교제 용액을 수득하는 단계;

(c) 용제에 향료, 탈취제, 방부제, pH 조정제, 염료 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 보조 성분을 용해하여 보조 성분 용액을 수득하는 단계;

(d) 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가하는 단계; 및

(e) 상기 (d)의 혼합물에 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가하고 겔화시키는 단계.
제 1 항에 있어서, 상기 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계 (a)는 물에 젤라틴을 침지시킨 다음 30℃-60℃로 가온하여 실시됨을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계 (a)는 1가 알코올, 다가 알코올 및 글리콜 에테르로 구성된 군으로부터 선택되는 겔 강화제 그리고 물을 포함하는 혼합물에 침지시킨 다음 30℃-60℃로 가온하여 실시됨을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 겔 강화제는 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜로 구성된 군으로부터 선택되는 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 3 항에 있어서, 상기 겔 강화제의 함량은 1-10 중량%인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 이소부틸렌 말레산 무수 공중합체는 염의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 1 항 상기 젤라틴의 양은 수성 겔 총 중량에 대하여 1.3-1.8 중량%인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 1 항 상기 이소부틸렌 말레산 공중합체의 양은 0.2-0.8 중량%인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 7 항에 있어서, 상기 젤라틴의 분자량은 100,000-200,000인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 이소부틸렌 말레산 공중합체의 분자량은 160,000-170,000인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 보조 성분을 가용화하는 데 이용되는 용제는 폴리 옥시 알킬렌 에테르, 폴리 옥시 알킬렌 페닐 에테르, 폴리 옥시 에틸렌 피마자유, 폴리 옥시 에틸렌 노닐 페닐 에테르, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
제 12 항에 있어서, 상기 용제는 폴리 옥시 에틸렌 에테르와 에탄올의 혼합물 또는 폴리 옥시 에틸렌 피마자유와 에탄올의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수성 겔의 제조방법.
다음의 단계를 포함하는 수성 겔의 제조방법:

(a) 수성 겔 총 중량에 대하여 1.3-1.8 중량%이고, 분자량 100,000-200,000인 젤라틴을 팽윤 및 용해하여 겔화제 용액을 수득하는 단계;

(b) 수성 겔 총 중량에 대하여 0.2-0.8 중량%이고, 분자량은 160,000-170,000인 이소부틸렌 무수 공중합체를 용해하여 겔 가교제 용액을 수득하는 단계;

(c) 폴리 옥시 에틸렌 에테르와 에탄올의 혼합물 또는 폴리 옥시 에틸렌 피마자유와 에탄올의 혼합물을 포함하는 용제에 향료, 그리고 탈취제, 방부제, pH 조정제, 염료 및 그의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 보조 성분을 용해하여 보조 성분 용액을 수득하는 단계;

(d) 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가한 다음 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가하거나 또는 상기 (a)의 겔화제 용액에 상기 (b)의 겔 가교제 용액을 첨가한 다음 상기 (c)의 보조 성분 용액을 첨가하는 단계; 및

(e) 상기 (d)의 혼합물을 겔화시키는 단계.
상기 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되며, -15℃ ~ 60℃의 온도범위에서 온도 안정성을 나타내는 수성 겔.