KR101879589B1

KR101879589B1 - EDTA 4Na를 이용한 지방산 함유 클렌저의 저온에서의 결정 억제 방법

Info

Publication number: KR101879589B1
Application number: KR1020170020070A
Authority: KR
Inventors: 여혜림; 윤종혁; 정혜선; 서희승; 김현지; 주민영; 김연준; 유권종
Original assignee: 코스맥스 주식회사
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-08-17
Anticipated expiration: 2037-02-14

Abstract

본 발명은 지방산을 함유한 화장료 조성물의 제조방법에 있어서, 금속이온 봉쇄제로서 EDTA 4Na을 첨가하는 것을 특징으로 하는 지방산을 함유한 화장료 조성물에서의 지방산 결정 생성 억제 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 본원발명의 지방산을 함유한 화장료 조성물에서의 지방산 결정 생성 억제 방법의 경우, 저온 조건에서 지방산 결정 생성을 억제하여 이의 석출을 막음으로써 투명 내지 반투명한 액상 또는 점액상의 제형을 얻을 수 있다.

Description

EDTA 4Na를 이용한 지방산 함유 클렌저의 저온에서의 결정 억제 방법 {Crystallizing suppression method in low temperature fatty acid-containing cleanser using EDTA 4Na}

본 발명은 지방산 함유 클렌저의 저온에서의 유리 지방산 결정 억제 방법에 관한 것이다.

최근 화장품 시장의 트랜드는 바쁜 현대인에 맞춘 올인원(all-in-one) 제품을 선호하고 있다. 클렌징 오일, 워터의 1차 클렌저와 크림 타입의 클렌징 폼이 포함된 2차 클렌저를 사용하는 이중 세안이 기본이지만, 두 가지 외관과 성능을 동시에 가지는 클렌징 젤, 거품이 바로 토출되는 액상 버블 폼 등 한 가지 제품만을 사용하려는 소비자가 증가하고 있다. 앞서 설명한 클렌징 젤과 액상 폼은 다량의 물을 함유함으로써 크림 타입의 클렌징 폼보다 단가가 저렴할 수 있다는 장점과 묽은 제형이기 때문에 가벼운 힘으로 쉽게 거품 형성이 가능하며, 투명한 외관으로 깨끗함을 추구하는 클렌저의 이미지와 잘 맞기 때문에 수요가 증가하고 있다. 특히 음이온 또는 양쪽성 계면활성제만으로 구성된 클렌징 제형보다 라우릭 애씨드, 미리스틱 애씨드 등 지방산을 함유하는 제형은 앞서 설명한 계면활성제만으로 구성된 제형보다 클렌징력이 높기 때문에 세정력을 높이는 목적으로 지방산을 제형에 적용하며, 클렌징력과 더불어 유리 지방산의 석출을 억제하기 위해 지방산의 산가를 고려하여 금속 중화물과의 중화율을 90~100%로 적용한다.

Ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA)는 금속 이온과의 반응성이 높은 화합물로서 본 업계에서는 물 속의 미량의 금속 이온을 봉쇄하기 위한 목적으로 사용된다. 미량의 금속 이온은 제형 내의 점증제 또는 세정 성분 등과 반응하여 원하지 않는 반응으로 제형의 점도가 떨어지거나, 변색 또는 변취 등의 문제를 가져올 수 있기 때문에 금속 이온으로 인한 제형의 문제점을 해결하기 위하여 당 업계에서는 기본적으로 처방하는 원료이다. 본 발명에서는 지방산을 함유한 투명 내지 반투명의 액상 또는 점액상 세안제에서 기존의 Ethylenediaminetetraacetic Acid, disodium Salt(EDTA 2Na), Ethylenediaminetetraacetic Acid, trisodium Salt (EDTA 3Na)를 사용 시 저온에서 지방산이 석출되는 문제가 있음을 발견하였다. 구체적으로, 지방산을 포함하는 세안제 조성물에 존재하는 유리지방산의 경우, KOH 또는 NaOH의 금속이온과의 중화반응을 통해 비누(Soap)가 형성되며, 이때 비누는 물에 대한 용해도가 높기 때문에 석출이 되지 않아 투명한 제형을 구현할 수 있는데, EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na의 경우에는 금속에 대한 반응성이 높아 유리 지방산보다 해리된 중화제의 금속 이온과 더 먼저 결합함으로써 지방산이 중화제에 의해 중화되는 것을 막게 되고, 결국 중화되지 못한 유리지방산이 석출되어 제형의 품질을 저하시키는 문제가 발생한다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 지방산을 함유한 화장료 조성물의 제조방법에 있어서, 금속이온 봉쇄제로서 EDTA 4Na을 첨가하는 것을 특징으로 하는 지방산을 함유한 화장료 조성물에서의 지방산 결정 생성 억제 방법의 경우, 저온 조건에서 지방산 결정 생성이 억제되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 저온 조건에서 지방산 결정 생성을 억제하여 장기간 동안 투명 내지 반투명한 외관을 유지할 수 있는 EDTA 4Na를 이용한 지방산 함유 클렌저의 저온에서의 결정 억제 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 EDTA 4Na를 이용한 지방산 함유 클렌저의 저온에서의 결정 억제 방법을 이용한 지방산 및 EDTA 4Na를 지방산 결정 생성 억제제로 포함하는 화장료 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 지방산을 함유한 화장료 조성물의 제조방법에 있어서, 금속이온 봉쇄제로서 EDTA 4Na을 첨가하는 것을 특징으로 하는 지방산을 함유한 화장료 조성물에서의 지방산 결정 생성 억제 방법을 제공한다.

금속이온 봉쇄제로 사용되는 EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na는 금속이온과의 반응성이 높아 지방산과 중화제의 금속이온과의 중화반응을 막게 되며, 결국 중화반응을 하지 못한 유리 지방산은 저온에서 석출되어 제형의 품질을 저하시키게 되는 문제점이 있다. 이에, 본 발명자들은 지방산을 함유하는 화장료 조성물에서 금속이온과 반응성이 낮은 금속이온 봉쇄제를 유효성분으로 첨가하도록 한 지방산 결정 생성 억제 방법을 발명하게 되었다. 구체적으로, 제형 내 용해된 금속 중화물인 KOH 또는 NaOH와의 반응성이 낮은 EDTA 4Na를 이용하여 중화제(KOH 또는 NaOH)와 지방산, 예를 들어 라우릭 애씨드, 미리스틱 애씨드, 팔미틱 애씨드, 스테아릭 애씨드의 반응 확률을 높이고 높은 pH 조건으로 만들어 중화된 지방산의 비율을 높임으로써 유리지방산 생성을 억제 및 석출을 막아 저온에서 투명 또는 반투명한 화장료 조성물을 제공할 수 있는 지방산 억제 기술 방법을 제공한다.

본 발명의 금속 중화제는 본 업계에서 통상적으로 사용되는 어떠한 중화제도 포함될 수 있으며, 구체적으로는 포타슘 하이드록사이드(KOH), 소듐 하이드록사이드(NaOH) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 본 발명의 지방산은 본 업계에서 통상적으로 사용되는 어떠한 지방산도 포함될 수 있으며, 구체적으로는 하기 화학식 1에 해당하는 지방산일 수 있다.

[화학식 1]

C_nH_2n ₊ ₂O₂

상기 화학식 중, C는 선형 또는 분지형 C₈-C₂₂ 알킬 라디칼 또는 라디칼들의 혼합물, n은 8 내지 26, 바람직하게는 12 내지 18 일 수 있는 정수 또는 2진수(평균값)이며, 포화 또는 불포화 지방산이 포함될 수 있고, 화학식 1의 화합물의 단일 또는 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 포화 지방산, 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산, 오메가-7 지방산, 오메가-9 지방산이고 상기한 물질들은 일예에 불과하며 상기한 바에 한정되는 것은 아니며 단독으로 혹은 혼합으로 사용될 수 있다.

그 외에 거품 질 상승 목적으로 음이온 계면활성제와 양이온 및 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 화장료 조성물은 액상 또는 점액상의 세안제 조성물인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 지방산 결정은 저온 조건에서의 지방산 결정인 것을 특징으로 하며, 상기 저온 조건은 0~20 °C인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실험예에 따르면, 지방산 석출 여부를 통해 제형 안정도 평가를 확인한 결과, EDTA를 포함하지 않거나 EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na를 포함하는 조성물의 경우(비교예 1-3), 냉장인 저온에서 지방산 결정이 석출되는데 반해 EDTA 4Na를 포함하는 실시예 1의 경우, 냉장인 저온에서 지방산 결정이 석출되지 않는 것을 확인하였다. 이러한 결과로 볼 때, 지방산을 함유하는 화장료 조성물에 EDTA 4Na를 유효성분으로 포함하는 경우, 저온 조건에서 지방산 결정 생성을 억제함으로써 이의 석출을 막아 제형의 안정도를 높여줄 수 있음을 알 수 있다(실험예 1 참조).

본 발명의 EDTA 4Na는 EDTA 2Na 또는 3Na와 비교했을 때 금속에 대한 반응성이 낮아 KOH의 K+ 또는 NaOH의 Na+와 덜 결합하여 중화제와 지방산의 중화 반응 비율을 증가시켜 저온에서 유리 지방산 생성 및 석출 가능성을 낮추고, pH 9.5~12의 환경에서 지방산이 보다 잘 용해될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 '덜 결합한'이란, EDTA 4Na와 금속 중화제의 금속이온과의 결합 정도가 EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na와 금속 중화제의 금속이온과의 결합 정도보다 낮은 것을 의미 하는 것으로, 더욱 구체적으로, EDTA에서 반응성이 높은 작용기인 아세트산(RCOOH)과 금속 중화제의 금속이온과의 에스터 반응이 낮은 것을 의미한다. 구체적인 반응은 아래와 같다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

상기 화학식 2는 일반적인 EDTA의 구조이며, 화학식 3은 EDTA 2Na, 화학식 4는 EDTA 3Na, 화학식 5는 EDTA 4Na 화학식 6은 EDTA와 금속이온의 에스터 반응 모식도다. 여기서 반응성이 높은 작용기인 아세트산(RCOOH)이 많을수록 에스터 반응의 확률이 높아진다.

EDTA의 에스터 반응: MOH + RCOOH ---> MCOOR + H₂O

(M: 금속 이온, R: EDTA의 알킬기)

즉, 아세트산이 많은 EDTA 2Na > EDTA 3Na > EDTA 4Na 순으로 중화제의 금속 이온과 반응할 수 있는 확률이 높아진다. 따라서, 금속 이온과의 반응성이 낮은 EDTA 4Na는 반응성이 높은 EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na 보다 금속 이온과 덜 결합하게 되고, 결국 유리지방산과 결합할 수 있는 금속 이온이 그만큼 많아 지방산이 금속이온과의 결합하게 됨으로써 유리지방산의 생성 및 석출을 억제한다. 이렇게 결합한 반응물(MCOOR)은 물에 대한 용해도가 아세트산이 있는 EDTA보다 낮아 석출될 가능성이 더욱 높아지게 되며, 상기 설명한 지방산의 산염기 반응으로 반응하는 금속 이온이 더욱 줄어들게 되어 유리 지방산의 발생 확률을 높이게 된다.

또한, 본 발명은 EDTA 4Na가 본래 처방 목적인 금속 이온 제거를 목적으로 하는 킬레이트제로도 작용하는 것을 특징으로 한다.

EDTA 4Na는 금속이온과의 결합력이 낮아 EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na보다 금속이온과 덜 결합하게 되어 지방산과 중화제와의 반응 비율을 증가시켜 저온에서 유리 지방산이 석출되지 않으나, EDTA 2Na 또는 EDTA 3Na의 경우는 EDTA 4Na보다 금속 이온과 결합력이 높아 지방산이 중화제와의 반응 비율이 낮아져 저온에서 유리 지방산이 석출되게 된다. 또한, EDTA 2Na의 경우, pH가 4.4 ~ 4.7인데 반해 EDTA 4Na의 경우에는 pH가 11 ~ 12로서 제형 내에 EDTA 2Na의 함량이 많을수록 pH가 낮아지게 되고, 제형 내에 EDTA 4Na의 함량이 많을수록 pH의 함량이 높아지기 때문에 EDTA 4Na를 포함할 경우, pH 9.5~12의 환경을 만들어 중화된 지방산(비누)의 안정화에 더 용이하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 지방산 및 EDTA 4Na를 지방산 결정 생성 억제제로 포함하는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 화장료 조성물은 본 발명에 따른 방법으로 제조된 클렌징 화장료를 포함하여 다양한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예들 들어 용액, 현탁액, 유탁액, 겔, 크림, 비누, 오일, 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 보다 상세하게는 스킨, 로션, 유연 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이의 제형으로 제조될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 지방산을 함유한 화장료 조성물의 제조방법에 있어서, 금속이온 봉쇄제로서 EDTA 4Na을 첨가하여 저온에서 지방산 결정 생성을 억제하여 이의 석출을 막음으로써 투명 내지 반투명의 액상 또는 점액상의 화장료를 제조할 수 있으며, 장기간 후에도 제형이 안정적이면서 우수한 기능성을 갖는 화장료 조성물을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 비교예 1-3 및 실시예 1에 대한 제조 직후 광학 이미지 결과이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 비교예 1-3 및 실시예 1에 대한 저온 안정도의 광학 이미지 결과이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

비교예 1-3 및 실시예 1: 지방산을 포함하는 클렌징 조성물의 제조

투명한 외관의 지방산을 포함하는 클렌저 조성료를 제조하기 위해 하기 표 1의 조성으로 제조하였다. 구체적으로는 A상(수상부)을 70~80℃로 가온용해 시킨 후, B상(지방산부)을 혼합하여 70 ~ 80℃로 일정하게 교반한 후, C상(계면활성제부)을 투입하여 교반 후 상온까지 냉각 교반한다. 투명한 외관을 구현하기 위해 B상의 산가(acid value)와 대비하여 포타슘하이드록사이드와의 중화 비율을 100%로 한다.

		비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1
A	물	82.5	82.4	82.4	82.4
A	디소듐 이디티에이	0.0	0.1	0.0	0.0
A	트리소듐 이디티에이	0.0	0.0	0.1	0.0
A	테트라소듐 이디티에이	0.0	0.0	0.0	0.1
A	포타슘하이드록사이드	2.5	2.5	2.5	2.5
B	미리스틱 애씨드	10.0	10.0	10.0	10.0
C	코카미도프로필베타인	5.0	5.0	5.0	5.5

실험예 1: 지방산을 포함하는 클렌징 조성물의 외관평가

상기 비교예 1-3 및 실시예 1을 제조한 직후, 상기 조성물들이 안정화할 수 있도록 투명 용기에 담아 하루 동안 상온에 방치한 결과, 비교예 1-3 및 실시예 1은 광학적으로 도 1과 같이 투명한 저점도의 제형을 얻을 수 있었다.

실험예 2: 지방산을 포함하는 클렌징 조성물의 제형 안정도 평가

지방산을 함유하는 액상 클렌징 화장료의 안정도를 확인하기 위하여, 본 발명에서 비교예 1-3 및 실시예 1의 안정도를 평가하였다. 구체적으로는, 본 발명의 비교예 1-3 및 실시예 1을 4주간 냉동, 냉장, 상온, 45℃에서 항온조 보관하는 방법을 통해 안정도를 확인하였다. 여기서 냉동은 물의 어는점이 있으므로 결정이 생성되었는지 여부가 명확히 확인이 되지 않으므로 상온에서 방치 시 투명한 외관이 구현되는지의 여부를 가지고 안정도를 판단했다. 그 결과를 하기 표 2와 도 2에 나타내었다.

실험항목		비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1
냉동	1주	○	○	○	○
냉동	2주	○	○	○	○
냉동	4주	○	○	○	○
냉장	1주	○	X	○	○
냉장	2주	○	X	X	○
냉장	4주	X	X	X	○
상온	1주	○	○	○	○
상온	2주	○	○	○	○
상온	4주	○	○	○	○
45°C	1주	○	○	○	○
45°C	2주	○	○	○	○
45°C	4주	○	○	○	○

○: 양호, △: 처음과 차이 있음, X: 성상 변화(분리, 현탁, 결정 석출, 경도 변화)

그 결과 상기 표 2에서 나타나는 바와 같이, 본원발명의 실시예 1은 4주차 결과에서 저온에서도 지방산이 석출되지 않는 우수한 제형 안정도를 확인할 수 있다.

실험예 3: 지방산을 포함하는 클렌징 조성물의 pH 평가

지방산을 함유하는 액상 클렌징 화장료의 pH를 확인하기 위하여, pH meter를 이용하여 본 발명에서 비교예 1-3 및 실시예 1을 내용물: 정제수 = 1: 15의 비율로 희석하여 확인하였고 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

실험항목	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1
pH (1:15 Solution)	9.49	9.08	9.34	9.58

그 결과 상기 표 3에서 나타나는 바와 같이, EDTA의 sodium 함량이 올라갈수록 제형의 pH가 높아짐을 확인할 수 있다. 이와 다르게, EDTA가 없는 비교예 1은 EDTA 4Na가 함유된 pH와 유사하지만 결정이 석출된 것은 EDTA 4Na가 물에 대한 용해도가 높고, 이에 따라 높은 sodium 기가 수용액 상에 존재하게 되어 제형의 pH를 높여 중화된 지방산이 석출되지 않게 제형 내 안정하게 존재할 수 있도록 만들어 주는 것으로 판단된다.

Claims

지방산을 함유한 화장료 조성물을 제조할 때 지방산 결정 성장 억제 방법에 있어서, 금속이온 봉쇄제로서 EDTA 4Na을 첨가하는 것을 특징으로 하는 지방산을 함유한 화장료 조성물에서의 지방산 결정 생성 억제 방법.
제 1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 액상 또는 점액상의 세안제 조성물인 것을 특징으로 하는 지방산 결정 생성 억제 방법.
제 1항에 있어서, 상기 지방산 결정은 저온 조건에서의 지방산 결정인 것을 특징으로 하는 지방산 결정 생성 억제 방법.
제 3항에 있어서, 상기 저온 조건은 0~20℃인 것을 특징으로 하는 지방산 결정 생성 억제 방법.
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