도 1은 시판의 유기 변성 점토 광물의 SEM 사진도,
도 2는 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물의 SEM 사진도,
도 3은 응집체 또는 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물의 실리콘 유 중에서 겔 네트워크의 형성을 모식적으로 도시한 도면,
도 4는 시판의 유기 변성 점토 광물을 고분산 처리에 의해 유성 겔 조성물을 조제한 경우(겔 조성물 1-3)의, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 첨가전과 첨가후의 분산 상태를 도시한 사진도,
도 5는 시판의 유기 변성 점토 광물을 통상의 분산 처리에 의해 유성 겔 조성물을 조제한 경우(겔 조성물 1-4)의, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 첨가전과 첨가후의 분산 상태를 도시한 사진도,
도 6은 본 발명에 관한 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 사용한 유성 겔 조성물의 저장 탄성률(G’)과 전단 응력의 관계를 도시한 도면,
도 7은 시판의 유기 변성 점토 광물의 통상 분산 처리품을 사용한 유성 겔 조성물의 저장 탄성률(G’)과 전단 응력의 관계를 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 관한 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 사용한 유성 겔 조성물의 저장 탄성률(G’)과 전단 응력의 관계를 도시한 도면,
도 9는 시판의 유기 변성 점토 광물의 통상 분산 처리품을 사용한 유성 겔 조성물의 저장 탄성률(G’)과 전단 응력의 관계를 도시한 도면,
도 10은 유성 겔 조성물 2-3 및 2-4의 팽윤성을, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 첨가량을 변화시켜 도시한 도면,
도 11은 시판의 유기 변성 점토 광물을 통상의 분산 처리하여 수득된 유성 분산물 3-4의 SEM 사진,
도 12는 시판의 유기 변성 점토 광물을 고분산 처리하여 수득된 유성 분산물 3-3의 SEM 사진, 및
도 13은 유성 분산물 중의 COOH/OH기 함유 유분 농도에 의한 점도 변화를 도시한 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)
(1) 유기 변성 점토 광물을 함유하는 졸 조성물
본 발명에 관한 졸 조성물은 유기 변성 점토 광물 입자가 유분 중에 분산된 유성 분산물로 평균 두께가 0.1 ㎛ 이하, 또한 평균 장직경이 0.5~50 ㎛인 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물 입자를 포함한다. 또한, 각각의 판형상 입자는 실질적으로 응집되어 있지 않다.
상기 유기 변성 점토 광물은 평균 두께 2 ㎛ 이상인 층상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물의 응집체를, 유분 중에서 기계적 전단력 및/또는 충격력에 의해 박리 처리함으로써 수득할 수 있다. 구체적으로는 이하와 같은 처리 방법에 의해, 통상 저점도이고 유동성이 있는 졸 조성물로서 수득된다.
(처리 방법)
시판의 유기 변성 점토 광물(통상은 평균 두께 2 ㎛ 이상인 층상 구조를 갖는 응집체임)과 유분의 혼합물에, 직경 1 ㎜ 정도의 유리 비즈(또는 지르코니아 비즈 등)을 동일 체적 가하고, 페인트쉐이커(아사다 텟코 가부시키가이샤), 비즈밀(DISPERMAT, VMA-GETZMANN GMBH Verfahrenstechnik) 등을 사용하여 기계적 전단력 및/또는 충격력을 가함으로써 박편화된다.
원료로서 사용한 시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38VCG, 엘리먼티스 스페 셜리티즈사(영) 제조]의 SEM 사진도(도 1)], 및 이를 상기 처리 방법으로 처리하여 수득된 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 헥토라이트의 SEM 사진도(도 2)를 도시한다.
[데카메틸시클로펜타실록산: 유기 변성 헥토라이트를 95:5의 배합 비율로 분산시킨 후, SEM S-4500(가부시키가이샤 히타치 하이테크노로지즈 제조)에서 촬영]
또한, 상기 박리 처리는 후술하는 비이온성 계면활성제 및/또는 COOH/OH기 함유 유분의 존재하에서 실시할 수도 있다.
본 발명에 관한 유기 변성 점토 광물은 전술한 처리 방법에 의해, 평균 두께가 0.1 ㎛ 이하인 판형상의 형상을 갖는 것이다. 종래의 점토 광물은 판형상 입자가 층상화되고 있고, 이를 유기 변성 처리하여 조제되는 시판의 유기 변성 점토 광물은 그 층상 구조를 갖는 점토 광물이 더욱 응집체를 형성하고 있고, 그 형태는 도 1에 도시한다.
본 발명에서는 이 응집체를 박리 처리함으로써, 평균 두께가 0.1 ㎛ 이하인 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물이 단일 입자로서 독립적으로 존재한 졸 조성물을 수득할 수 있다. 한번 수득된 분산체는 실리콘유 등의 유상 중에서 다시 응집되지 않고 양호한 분산 상태를 유지하는 것이 가능하다. 응집체가 충분히 박리되지 않고 두께가 큰 상태이면, 후술한 바와 같은 증점 겔화능이나 W/O 유화 안정화능이 충분히 발휘되지 않는다.
또한, 본 발명에 관한 졸 조성물에 포함되는 유기 변성 점토 광물은 평균 장직경이 0.5~50 ㎛인 것이 바람직하다. 개개의 입자 형상은 상기의 두께 및 장직경 의 범위에서 시트 구조를 취하고 있으면 특별히 한정되지 않고, 모가 나 있어도 좋고 모가 나 있지 않아도 좋다.
본 발명에 관한 졸 조성물에 포함되는 유기 변성 점토 광물의 평균 두께, 평균 장직경은 예를 들어 이하의 측정 방법에 의해 구해진다.
(측정 방법)
·평균 두께
졸 조성물을 실리콘유로 충분히 희석하고, 희석액을 건조시킨 샘플을 주사형 전자 현미경(S-4500, 가부시키가이샤 히타치 하이테크노로지즈 제조)를 사용하여 측정한다.
·평균 장직경
졸 조성물을 실리콘유로 충분히 희석하고, 입도 분포 측정기(Microtrac VSR, 닛키소 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 측정한다.
또한, 상기 유기 변성 점토 광물의 형상은 SEM 사진에 의해 결정된다.
본 발명에 관한 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 조제하고자 하는 경우, 그 원료가 되는 유기 변성 점토 광물은 화장료에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 어떤 것도 사용하는 것이 가능하다. 구체적으로는 수팽윤성 점토 광물의 층간 양이온을 알킬 4급 암모늄염 등의 양이온계 계면활성제로 이온 교환하여 수득되는 것이고, 벤질디메틸스테아릴암모늄 이온으로 교환된 것, 디메틸디스테아릴암모늄 이온으로 교환된 것 등을 들 수 있다. 또한 수팽윤성 점토 광물은 구체적으로는 몬모릴로나이트, 스멕타이트, 헥토라이트 등을 들 수 있 다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 유기 변성 점토 광물은 전술한 유기 변성된 헥토라이트이고, 시판의 유기 변성 점토 광물로서는 예를 들어 벤톤 27, 벤톤 38[엘리먼티스 스페셜리티즈사(영국) 제조] 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 졸 조성물에서 상기 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물의 배합량은 특별히 제한되지 않지만 0.25~35 질량%로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 너무 많으면 박리 처리가 곤란해지는 경우가 있다.
또한, 전술한 처리 방법에서 사용하는 유분은 특별히 한정되지 않는다. 화장료나 의약품 등에 통상 배합되는 유분을 1 종 또는 2 종 이상 사용하는 것이 가능하지만, 전체로서 상온(20 ℃)에서 액상의 유분인 것이 바람직하다. 특히 본 발명에서는 실리콘유가 바람직하게 사용된다.
실리콘유로서는 화장료에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로 나타내면, 예를 들어 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산 등의 사슬 형상 폴리실록산, 옥타메틸시클로테트라실록산, 데카메틸시클로펜타실록산, 도데카메틸시클로헥사실록산 등의 환형 폴리실록산 이외에, 특별히 문제가 없는 한, 3차원 그물눈 구조를 형성하고 있는 실리콘 수지, 실리콘 고무 각종 폴리실록산(아미노 변성 폴리실록산, 알킬 변성 폴리실록산, 불소 변성 폴리실록산 등) 등을 들 수 있다.
본 발명에서 실리콘유의 1 종 또는 2 종 이상을 선택하여 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물은 특별히 실리콘유를 주 성분으로 하는 유분 중에 양호하게 분산시킬 수 있고, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 등의 비이온성 계면활성제와 함께 증점·겔화를 효과적으로 실시하는 것이 가능하다. 또한, 실리콘유를 주성분으로 하는 W/O 유화 조성물에서도 우수한 유화 안정화 효과를 발휘할 수 있다.
실리콘유 이외의 유분으로서는 예를 들어, 탄화수소유, 에스테르유, 식물성 유지, 동물성 유지, 고급 알콜, 고급 지방산 등을 들 수 있다.
탄화수소유로서는 유동 파라핀, 파라핀, 스쿠알란, 스쿠알렌, 오조케라이트, 프리스탄, 셀레신, 바세린, 미세결정질왁스 등을 들 수 있다.
에스테르유로서는 미리스틴산 이소프로필, 옥탄산 세틸, 미리스틴산 옥틸도데실, 팔미틴산 이소프로필, 스테아린산 부틸, 라우린산 헥실, 미리스틴산 미리스틸, 올레인산 데실, 디메틸옥탄산 헥실데실, 락트산 세틸, 락트산 미리스틸, 아세트산 라놀린, 스테아린산 이소세틸, 이소스테아린산 이소세틸, 12-히드록시스테아린산 콜레스테릴, 디2-에틸헥산산 에틸렌글리콜, 디펜타에리스리톨 지방산 에스테르, 모노이소스테아린산 N-알킬글리콜, 디카프린산 네오펜틸글리콜, 말산 디이소스테아릴, 디2-헵틸운데칸산 글리세린, 트리2-에틸헥산산 트리메틸올프로판, 트리이소스테아린산 트리메틸올프로판, 트리옥탄산 글리세린, 트리이소팔미틴산 글리세린, 트리이소스테아린산 트리메틸올프로판, 세틸2-에틸헥사노에이트, 테트라2-에틸헥산산 펜타에리스리톨, 트리2-에틸헥산산 글리세린, 2-에틸헥실팔미테이트, 트리미리스틴산 글리세린, 트리2-헵틸운데칸산 글리세라이드, 피마자유 지방산 메틸에스테르, 올레인산 올레일, 아세토글리세라이드, 팔미틴산2-헵틸운데실, 아디핀산 디이소부틸, N-라우로일-L-글루타민산-2-옥틸도데실에스테르, 아디핀산 디-2-헵틸운데실, 에틸라우레이트, 세바신산디-2-에틸헥실, 미리스틴산2-헥실데실, 팔미틴산2-헥실데실, 아디핀산2-헥실데실, 세바신산 디이소프로필, 숙신산2-에틸헥실, 시트르산트리에틸 등을 들 수 있다.
식물성 유지로서는 아보가드유, 동백유, 마카데미아너트유, 옥수수유, 올리브유, 유채씨유, 참기름, 피마자유, 낙화생유, 아몬드유, 대두유, 차실유, 호호바유, 배아유 등을 들 수 있다.
동물성 유지로서는 터틀유, 난황유, 밍크유 등을 들 수 있다.
고급 알콜로서는 올레일알콜, 이소스테아릴알콜, 옥틸도데칸올, 데실테트라데칸올, 호호바알콜, 세틸알콜, 미리스틸알콜 등이, 고급 지방산으로서는 올레인산, 이소스테아린산, 리놀산, 리놀레인산, 에이코사펜타에노산, 도코사헥사에노산, 팔미틴산, 스테아린산 등을 들 수 있다.
(2) 유기 변성 점토 광물을 함유하는 겔 조성물
상기와 같은 졸 조성물에 비이온성 계면활성제를 병용한 경우, 졸 조성물에 비하여 점도가 현저하게 상승하고 유동성이 저하된다. 본 발명에서는 이와 같은 조성물을 겔 조성물이라고 한다. 이와 같이, 본 발명의 겔 조성물은 상기 졸 조성물(겔 조성물로부터 비이온성 계면활성제를 제외한 분산체)보다도 증점한 유성 분산물이라고 할 수 있다.
비이온성 계면활성제의 첨가는 유기 변성 점토 광물을 유분 중에서 박리 처리하기 전, 박리 처리 중, 박리 처리 후 중 어느 것이어도 좋다.
예를 들어, 본 발명에 관한 유성 겔 조성물은 상기 졸 조성물에 비이온성 계면활성제를 첨가함으로써 수득할 수 있다.
또는 유기 변성 점토 광물 응집체(통상 평균 두께 2 ㎛ 이상)를 비이온성 계면활성제의 존재하, 유분 중에서 기계적 전단력 및/또는 충격력에 의해 박리 처리함으로써 수득할 수 있다. 이와 같은 방법에 의한 유성 겔 조성물 중에서도 상기 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물이 형성된다.
또한, 전자의 방법과 같이 유기 변성 점토 광물을 유분 중에서 고분산 처리하여 졸 조성물로 한 후에 비이온성 계면활성제를 첨가하여 조제된 유성 겔 조성물 쪽이 후자의 방법과 같이 원스텝으로 조제된 유성 겔 조성물보다도 겔 조성물이나 이를 사용한 W/O 유화물의 점도가 낮아지는 경향이 있고, 또한 후술하는 COOH/OH기 함유 유분에 의한 점도 저하 효과가 커지는 경향이 있다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물에 포함되는 유기 변성 점토 광물의 평균 두께, 평균 장직경은 예를 들어, 이하의 측정 방법에 의해 구해진다.
(측정 방법)
·평균 두께
유성 겔 조성물을 실리콘유로 충분히 희석하고, 희석액을 건조시킨 샘플을 주사형 전자 현미경
(S-4500, 가부시키가이샤 히타치 하이테크노로지즈 제조)를 사용하여 측정한다.
·평균 장직경
유성 겔 조성물을 실리콘유로 충분히 희석하고, 입도 분포 측정기(Microtrac VSR, 닛키소 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 측정한다.
이들의 측정을 위해 유성 겔 조성물 중의 비이온성 계면활성제를 실리콘유로 세정해도 좋다.
또한, 본 발명에서는 상기의 평균 두께 및 평균 장직경의 측정은 유기 변성 점토 광물을 실리콘유 중에 분산 및 희석시킨 졸 조성물을 측정 샘플로서 사용하는 것도 가능한 것으로 한다.
또한, 상기 유기 변성 점토 광물의 형상은 SEM 사진에 의해 결정된다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 중에서 비이온성 계면활성제는 상기 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물의 판형상 입자 표면에 흡착하고, 안정적인 겔 네트워크의 형성에 기여한다. 미세한 판형상 입자 표면에 비이온성 계면활성제가 흡착되어 있으므로, 흡착률이 향상되고 종래의 응집체의 유기 변성 점토 광물을 사용한 겔 조성물 보다도 적은 비이온성 계면활성제 양으로 그 배합 효과가 발휘된다.
또한, 본 발명에 관한 유성 겔 조성물을 사용하여 W/O형 유화 조성물을 조제한 경우, 비이온성 계면활성제에 의해 표면 개선된 유기 변성 점토 광물의 미세 분산 입자가 유화 입자의 막벽(膜壁)을 형성하고 안정성이 우수한 유화 조성물이 된다.
본 발명에서 사용하는 비이온성 계면활성제로서는 통상 의약품, 화장료 등에 사용되는 것을 들 수 있다.
구체적으로는 예를 들어 POE(2~50) 올레일에테르, POE(2~40) 스테아릴에테 르, POE(2~50)라우릴에테르, POE(1~50)알킬페닐에테르, POE(5~30)베헤닐에테르, POE(5~25)2-데실펜타데실에테르, POE(3~20)2-데실테트라데실에테르, POE(5~25)2-옥틸도데실에테르 등의 에테르형 활성제, 및 POE(4~100)경화 피마자유, POE(3~60) 피마자유, POE(2~150) 지방산 모노에스테르, POE(2~150)지방산디에스테르, POE(5~20)소르비탄 지방산 에스테르 등의 에스테르형 활성제, 또한 POE(2~60)글리세릴모노이소스테아레이트, POE(3~60)글리세릴트리이소스테아레이트 POE(5~60)경화피마자유 트리이소스테아레이트 등의 에테르에스테르형 활성제 등의 에틸렌옥시드 부가형 계면활성제, 및 데카글리세릴테트라올레이트, 디글리세릴디이소스테아레이트, 데카글리세릴테트라이소스테아레이트, 데카글리세릴테트라스테아레이트, 데카글리세릴헵타올레이트, 데카글리세릴데카올레이트, 데카글리세릴데카이소스테아레이트 등의 폴리글리세린 지방산 에스테르, 글리세릴모노스테아레이트, 글리세릴모노이소스테아레이트, 글리세릴모노올레이트 등의 글리세린 지방산 에스테르 등의 다가 알콜 지방산 에스테르형 계면활성제 등을 들 수 있다. 비이온성 계면활성제는 1 종 또는 2 종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 바람직한 비이온성 계면활성제로서 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 들 수 있다. 폴리에테르 변성 실리콘 화합물로서는 하기의 화학식 1 내지 화학식 7로 표시되는 폴리옥시알킬렌 변성 오르가노폴리실록산을 들 수 있다.
(화학식 1 내지 화학식 7에서, R은 탄소수 1~3의 알킬기 또는 페닐기, R’은 수소 또는 탄소수 1~12의 알킬기, p는 1~50의 정수, m 및 a는 1~100의 정수, n, q, x, z은 1~50의 정수, t 및 y는 0~50의 정수)
상기 화학식 1 내지 화학식 7로 표시되는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 사용하면, 본 발명에 관한 유성 겔 조성물에 포함되는 유분이 실리콘유인 경우에, 특히 바람직하다. 본 발명에서는 상기에 표시되는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 중, 1 종 이상 또는 2 종 이상이 임의로 선택하여 사용되는 것이 바람직하다.
상기 화학식 1 내지 화학식 7로 표시되는 화합물로서 시판의 것을 사용하는 것도 가능하고 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 유성 겔 조성물에서 실리콘유의 바람직한 배합량은 겔 조성물 전량 중 20~90 질량%이다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물에서 비이온성 계면활성제의 바람직한 배합량은 상기 유성 겔 조성물 전량 중 0.1~10 질량%이다.
또한, 상기 유성 겔 조성물 중에서 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물에 대한 비이온성 계면활성제의 질량비는 판형상 구조 유기 변성 점토 광물:비이온성 계면활성제=1:1~10:1인 것이 바람직하다.
비이온 계면활성제가 너무 적으면 그 효과가 충분히 발휘되지 않고, 한편 비이온 계면활성제를 과잉으로 사용해도 효과의 현저한 향상은 기대할 수 없고, 오히려 사용감 등에 악영향을 미치는 경우가 있다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물에서 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물의 바람직한 배합량은 상기 유성 겔 조성물 전량중 0.25~30 질량%이고, 더 바람직하게는 0.25~10 질량%이다. 가장 바람직하게는 0.5~5 질량%이다. 0.25 질량% 미만이면 배합 효과가 보이지 않고, 또한 30 질량%를 초과하여 배합하면 비이온성 계면활성제와의 병용으로 단단한 겔이 형성되는 경향이 있고, 증량에 의한 효과의 향상도 인정되지 않는다.
본 발명에 관한 졸 조성물이나 유성 겔 조성물에는 특별히 문제가 없는 한 그 밖의 임의의 유성 성분을 함유하는 것도 가능하고, 또한 필요에 따라서 실리콘유나 그 밖의 유분을 첨가해도 좋다.
예를 들어, 본 발명에 관한 바람직한 유성 겔 조성물로서 판형상 입자 구조의 유기 변성 점토 광물, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물, 및 실리콘유를 주성분으로서 포함하는 것을 들 수 있지만, 실리콘유 이외의 유분을 가하는 것도 가능하다.
그 밖의 유분으로서는 예를 들어 탄화수소유, 에스테르유, 식물성 유지, 동물성 유지, 고급 알콜, 고급 지방산 등을 들 수 있다. 또한, 이들 유분은 실리콘유에 용해되어 전체로서 상온(20℃)에서 균일한 액상이 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 관한 유성 겔 조성물에서 유분의 바람직한 배합량은 유성 겔 조성물 전량 중 70 질량% 이상이다.
또한, 이들 유분 중, 특히 COOH기 및/또는 OH기를 분자 내에 갖는 유분(본 발명에서 COOH/OH기 함유 유분이라고 하는 것이 있다)을 사용하면, 겔 조성물이나 이를 사용한 W/O 유화물의 안정성을 손상시키지 않고 점도를 저하시킬 수 있다. 따라서 유상 중에 상기 유기 변성 점토 광물 판형상 입자 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 W/O 유화물에서 유상 중에 COOH/OH기 함유 유분을 사용함으로써, 이를 사용하지 않았던 경우와 동일한 정도의 유화 안정성을 가짐에도 불구하고, 점도가 낮고 펴짐이 좋은 W/O 유화물로 할 수 있다. 또한, 이 W/O 유화물은 종래의 유기 변성 점토 광물 응집체를 사용한 경우에 비해서도 펴짐이나 촉촉함, 매끄러움 등의 사용감도 매우 좋아진다.
이 이유는 분명하지는 않지만 COOH/OH기 함유 유분이 유기 변성 점토 광물 판형상 입자의 겔 네트워크 구조를 붕괴시키지 않고 그 결합력을 약화시키는 것을 생각할 수 있다.
이와 같은 COOH/OH기 함유 유분은 유성 겔 조성물 중 0.1~5 질량%, 또한 0.5~3 질량%인 것이 바람직하다. COOH/OH기 함유 유분이 너무 적으면 그 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편 과잉으로 배합된 경우에는 현저한 효과는 발휘되지 않고 오히려 유화 안정성이나 사용감에 악영향을 미치는 경우가 있다.
COOH/OH기 함유 유분으로서는 통상 의약품이나 화장료 등에 사용되는 것이면 어떤 것도 사용할 수 있고, 실리콘유에 용해 가능한 상온 액상의 유분이 보다 바람직하다. 예를 들어, 이소스테아린산 등의 액상 고급 지방산, 이소스테아릴알콜 등의 액상 고급 알콜, 고급 지방산, 세스퀴이소스테아린산 소르비탄 등의 다가 알콜 지방산 에스테르 등을 들 수 있다.
COOH/OH기 함유 유분을 유성 겔 조성물에 배합하는 경우, 유기 변성 점토 광물의 박리 처리 전, 박리 처리 중, 박리 처리 후 중 어떤 단계에서도 첨가할 수 있지만, 박리 처리 후에 첨가하는 편이 효과의 점에서 보다 바람직하다.
또한, W/O 유화 조성물에 배합하는 경우에는 COOH/OH기 함유 유분을 유화 후에 첨가할 수도 있지만, 바람직하게는 유화 전에 유상으로 첨가한다.
(3) W/O 유화 조성물
다음에 본 발명에 관한 W/O 유화 조성물에 대해서 설명한다.
W/O형 유화 조성물을 구성하는 수상으로서는 물 및 수용성 성분이 배합된다.
한편, 유상에는 상기 유성 겔 조성물이 주성분으로서 사용된다.
본 발명에 관한 W/O형 유화 조성물은 상법의 W/O형 유화 조성물의 제조 방법에 의해 제조된다. 예를 들어, 상기 유성 겔 조성물을 포함하는 유상에 수상을 첨 가하여 유화함으로써 수득된다.
W/O형 유화 조성물 전량 중, 상기 수상:유상은 80:20~5:95의 비율인 것이 바람직한다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 또는 W/O형 유화 조성물에는 화장료에 일반적으로 사용되는 그 밖의 성분을 적절하게 배합하는 것도 가능하다.
예를 들어, 약제, 각종 계면활성제, 무기 분말, 유기 분말, 안료, 색소, 보습제, 증점제, 금속 봉쇄제, 각종 수용성 고분자, pH 조정제, 산화 방지제, 방부제 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 또는 W/O형 유화 조성물은 종래의 유성 겔 화장료나 W/O형 유화 화장료의 기제로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 유액, 크림, 세정료, 팩, 마사지용 화장료 등의 스킨 케어 화장료; 파운데이션, 립스틱, 볼터치, 아이라이너, 아이섀도우 등의 메이크업 화장료; 선스크린 화장료; 헤어트리트먼트나 정발료(整髮料) 등의 모발 화장료 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
이하, 구체적으로 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한 배합량은 질량%를 나타낸다.
Ⅰ. 유기 변성 점토 광물을 함유하는 졸 조성물
우선 첫번째로 이하의 실시예에 사용하는 유기 변성 점토 광물의 졸 조성물 의 조제 방법을 나타낸다.
졸 조성물 1-1~1-4
시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스스페셜리티즈사(영국) 제조]를 15 질량%, 데카메틸시클로펜타실록산을 85 질량% 혼합했다. 이 혼합물에, 직경 1 ㎜의 유리 비즈를 혼합물과 동일 체적 첨가한 상태에서, 비즈밀을 사용하여 기계적으로 고전단력 및/또는 충격력을 가함으로써 박편화하는 처리를 5 분간, 10 분간, 15 분간으로 처리 시간을 각각 변화시켜 실시하여, 졸 조성물 1-1~1-3을 수득했다.
또한, 비교예로서 유리 비즈를 첨가하지 않고, 비즈밀 대신 디스퍼로 10분간 처리하여 졸 조성물 1-4를 수득했다.
수득된 졸 조성물에 포함되는 유기 변성 점토 광물의 입자 형상을 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 평균 두께, 평균 장직경의 측정은 이하와 같이 실시했다.
(측정 방법)
·평균 두께
졸 조성물을 데카메틸시클로펜타실록산으로 충분히 희석하고, 희석액을 건조시킨 샘플을 주사형 전자 현미경(S-4500, 가부시키가이샤 히타치 하이테크노로지즈 제조)을 사용하여 측정했다.
·평균 장직경
졸 조성물을 데카메틸시클로펜타실록산으로 충분히 희석하고 입도 분포 측정기(Microtrac VSR, 닛키소 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 측정했다.
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형상 |
평균 두께(㎛) |
평균 장직경(㎛) |
졸 조성물 1-1 |
판 형상 |
0.05 |
9.5 |
졸 조성물 1-2 |
판 형상 |
0.05 |
5.7 |
졸 조성물 1-3 |
판 형상 |
0.04 |
5.2 |
졸 조성물 1-4 |
입자 형상 |
평균 입자경 19.9 |
디스퍼에 의한 통상의 분산 처리에서 수득된 졸 조성물 1-4에서는 도 1의 SEM 사진과 같이, 유기 변성 점토 광물은 비교적 큰 입자 형상(응집체) 그대로였다. 한편, 비즈밀에 의한 고분산 처리에서 수득된 졸 조성물 1-1~1-3에서는 도 2와 같이 유기 변성 점토 광물은 미세한 판형상 입자로 박리되어 있었다.
Ⅱ. 유기 변성 점토 광물을 함유하는 유성 겔 조성물
또한, 상기와 같이 조제한 유기 변성 점토 광물의 졸 조성물 1-1~1-4를 사용하여 유성 겔 조성물 1-1~1-4를 조제했다. 제조예를 이하에 나타낸다.
유성 겔 조성물 1-1~1-4
상기 유기 변성 점토 광물의 졸 조성물 1-1~1-4를 각각 33.33 중량부, 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 1 타입, 폴리옥시에틸렌 함유율 20 %, 점도 400~800 cs, HLB 4.5, R’=H, p=3, y=0) 2.5 중량부, 데카메틸시클로펜타실록산(3.5~4.5 cs) 64.17 중량부를 디스퍼로 10 분간, 분산 처리하여 유성 겔 조성물 1-1~1-4를 수득했다(각 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물 농도는 5 질량%).
상기 유성 겔 조성물 1-1~1-4에 관해 팽윤성을 조사했다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 팽윤성의 평가 방법 및 평가 기준은 이하와 같다.
(유성 겔 조성물의 팽윤성)
투명 유리병에 샘플을 넣고, 눈으로 보아 이하의 기준하에서, 각 유성 겔 조성물을 평가했다.
O: 액상의 분리 등 변화가 보이지 않는다.
△: 겔 조성물 전체의 1/5 이하가 분리되어 있다.
×: 겔 조성물 전체의 1/5 이상이 분리되어 있다.
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졸 조성물 |
팽윤성 |
유성 겔 조성물 1-1 |
1-1 |
△ |
유성 겔 조성물 1-2 |
1-2 |
○ |
유성 겔 조성물 1-3 |
1-3 |
○ |
유성 겔 조성물 1-4 |
1-4 |
× |
상기 표 2의 결과로부터 밝혀진 바와 같이 디스퍼 처리하여 수득된 유성 졸 조성물 1-4와 비이온성 계면활성제를 사용하여 수득된 유성 겔 조성물 1-4는 팽윤성이 떨어지는 것이었다.
한편, 비즈밀에 의해 처리하여 수득된 졸 조성물 1-1~1-3과 비이온성 계면활성제를 사용하여 수득된 유성 겔 조성물 1-1~1-3에서는 유성 겔 조성물 1-4에 비하여 높은 윤활성이 수득되고, 또한 졸 조성물의 처리 시간을 10 분간, 15 분간으로 연장함에 따라서, 유성 겔 조성물의 윤활성이 향상되었다. 이는 표 1과 같이, 유기 변성 점토 광물의 미세한 박리가 처리 시간과 함께 진행되고 있기 때문이라고 생각된다. 특히, 유성 겔 조성물 1-3에 포함되는 유기 변성 점토 광물은 평균 두께가 0.1 ㎛ 이하이고, 평균 장직경도 5 ㎛ 정도의 분산성이 양호한 판형상 입자 구조였다.
유성 겔 조성물 1-4에 포함되는 유기 변성 점토 광물 입자의 형상은 입자 형상이고, 상기 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물과는 다른 형상이다.
상기 판형상 입자 구조의 유기 변성 점토 광물에서는 판형상 입자 표면(평탄면)이 소수성, 단면이 친수성을 띠는 경향이 있으므로, 실리콘유 중에서 친수성 부분의 단면의 노출을 감소시키도록 배치된다. 모식적으로 나타내면 도 3과 같이 겔 네트워크를 형성하여 높은 팽윤성이 발휘되는 것으로 생각된다.
한편, 입자 형상의 유기 변성 점토 광물 입자에서는 친소수성 부분의 기여에 의한 겔 네트워크가 형성되기 어려우므로, 팽윤성이 열화되는 것으로 생각된다.
또한, 졸 조성물 1-1~1-3에 포함되는 유기 변성 점토 광물은 처리 시간에 따라서 판형상 입자의 평균 장직경 및 분산성의 정도가 다른 것이지만, 대략 15 분간 이상의 처리 시간으로 박편화됨으로써, 우수한 팽윤성이 수득되는 것이 상기의 결과로부터 분명하다.
상기 유성 겔 조성물 1-3 및 1-4의 제조 과정에서 비이온성 계면활성제인 폴리에테르 변성 실리콘 첨가전과 첨가후의 유기 변성 점토 광물의 분산 상태를 SEM 사진으로 촬영했다(도 4 및 도 5를 참조).
이 사진으로부터 본 발명에 관한 졸 조성물에 포함되는 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 사용하여 유성 겔 조성물을 조제한 경우(도 4), 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 첨가전과 첨가후의 양자에서 점토 광물의 입자는 미세화된 상태로 분산되어 있는 것이 분명하다.
한편, 통상의 분산 처리를 실시한 입자 형상(응집체)의 유기 변성 점토 광물을 사용한 경우에는(도 5), 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 첨가에 의해 유기 변성 점토 광물 응집체의 미세화가 약간 진행되지만, 여전히 큰 응집체가 확인되어 분산 상태가 좋은 것이라고는 인정되지 않는다.
또한, 상기 유성 겔 조성물의 겔 구조의 안정성을, 동적 점탄성의 측정으로부터 평가했다. 측정 방법은 다음과 같다.
(동적 점탄성 측정)
측정 장치: 레오미터 AR1000-N(TA Instruments)
측정 방법: 콘형 플레이트를 사용하여, 동적 점탄성 측정을 실시했다. 측정 주파수를 1 ㎐의 조건에서, 전단 응력(0.01~50[Pa])에 대한 겔의 저장 탄성률 G’[Pa]을 측정했다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 1-3(유기 변성 점토 광물: 판형상 입자)의 저장 탄성률(G’)과 전단 응력의 관계도를 도 6에 도시하고, 유성 겔 조성물 1-4(유기 변성 점토 광물: 응집체)의 관계도를 도 7에 도시한다. 또한, 각 도면에는 각각의 유성 겔 조성물에 포함되는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 농도를 변화시킨 경우에 대해서도 도시했다(증감은 데카메틸시클로펜타실록산으로 조정).
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 1-3과 같이 유기 변성 점토 광물은 판형상 입자인 경우에는 일정 전단 응력 범위에서 겔의 탄성이 높고, 일정한 상태가 유지되어 안정적이 겔 구조를 취하고 있는 것이 확인되었다(도 6).
한편, 유성 겔 1-4와 같이 시판의 유기 변성 점토 광물을 통상의 분산 처리를 한 입자 형상(응집체)의 유기 변성 점토 광물을 사용한 경우에는 상기 도 6의 경우에 비해 겔 탄성이 작고, 겔 탄성 상태가 일정한 안정 영역도 부족한 것이었다.
이상의 결과로부터 본 발명에 관한 졸 조성물에 포함되는 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물은 유분 중, 비이온성 계면활성제의 존재하에서 안정적인 겔 구조의 형성에 우수한 효과를 발휘하고, 종래의 응집체 구조를 취하는 유기 변성 점토 광물과 비교하여 증점 겔화 효과가 개선되어 있는 것이 매우 명백하다.
또한, 이상과 같은 경향은 졸 조성물을 경유하지 않고, 유기 변성 점토 광물을 비이온성 계면활성제의 존재하에서 유분 중에서 원스텝으로 박리 처리하여 수득된 유성 겔 조성물에서도 동일하다(하기 유성 겔 조성물 2-1~2-4 참조).
유성 겔 조성물 2-1~2-4
시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스스페셜리티즈사(영국)제조]를 각각 5 중량부, 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 1 타입, 폴리옥시에틸렌 함유율 약 20 %, 점도 400~800 cs, HLB 4.5, R’=H, p=3, y=2) 2.5 중량부, 데카메틸시클로펜타실록산 92.5 중량부에 대해서 유리 비즈(또는 지르코니아 비즈 등)을 동일 체적 가하고, 비즈밀을 사용하여 기계적 전단력 및/또는 충격력에 의해 교반, 균일하게 혼합하는 시간을 5 분, 10 분, 15 분으로 하여 유성 겔 조성물 2-1~2-3을 수득했다.
또한, 비교예로서 비즈를 사용하지 않고 비즈밀 대신 디스퍼에 의한 통상의 분산 처리를 10 분간 실시함으로써 유성 겔 조성물 2-4를 수득했다.
유성 겔 조성물 2-1~2-4에 포함되는 유기 변성 점토 광물의 입자 형상을 SEM 관찰한 바, 유성 겔 조성물 2-4 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 1-4와 동일하게 응집체 상태였지만, 유성 겔 조성물 2-1~2-3 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 1-1~1-3과 동일한 미세한 판형상 입자 구조를 갖고 있었다.
상기 유성 겔 조성물 2-1~2-4에 관해 팽윤성을 조사했다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
|
팽윤성 |
유성 겔 조성물 2-1 |
△ |
유성 겔 조성물 2-2 |
○ |
유성 겔 조성물 2-3 |
○ |
유성 겔 조성물 2-4 |
× |
상기 표 3의 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 디스퍼 처리로 수득되는 유성 겔 조성물 2-4는 팽윤성이 떨어지는 것이었다.
한편, 비즈밀에 의해 처리한 유성 겔 조성물 2-1~2-3은 처리 시간을 10 분간, 15 분간으로 연장함에 따라서 팽윤성이 향상되고, 특히 유성 겔 조성물 2-3에 포함되는 유기 변성 점토 광물은 평균 두께가 0.1 ㎛ 이하, 평균 장직경이 5 ㎛ 정도인 분산성이 양호한 판형상 구조였다.
유성 겔 조성물 2-4에 포함되는 유기 변성 점토 광물 입자의 형상은 입자 형상이고, 상기 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물과는 다른 형상이다.
상기 판형상 입자 구조의 유기 변성 점토 광물에서는 판형상 입자 표면(평탄면)이 소수성, 단면이 친수성을 띠는 경향이 있으므로, 실리콘유 중에서 친수성 부분의 단면의 노출을 감소시키도록 배치된다. 모식적으로 나타내면 도 3과 같은 겔 네트워크를 형성하고 높은 팽윤성이 발휘되는 것으로 생각된다.
한편, 입자 형상의 유기 변성 점토 광물 입자에서는 친소수성 부분의 기여에 의한 겔 네트워크가 형성되기 어려워지므로, 팽윤성이 열화되는 것으로 생각된다.
또한, 유성 겔 조성물 2-1~2-3에 포함되는 유기 변성 점토 광물은 처리 시간에 따라 판형상 입자의 평균 장직경 및 분산성의 정도가 다른 것이지만, 대략 15 분간 이상의 처리 시간으로 박편화됨으로써, 우수한 팽윤성이 수득되는 것이 상기의 결과로부터 분명하다.
또한, 유성 겔 조성물의 겔 구조의 안정성을 동적 점탄성으로부터 평가했다.
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 2-3(유기 변성 점토 광물: 판형상 입자)의 저장 탄성률(G’) 과 전단 응력의 관계도를 도 8에, 유성 겔 조성물 2-4(유기 변성 점토 광물: 응집체)의 관계도를 도 9에 나타낸다. 또한, 각 도면에는 각각의 유성 겔 조성물에 포함되는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 농도를 변화시킨 경우에 대해서도 나타냈다(증감은 데카메틸시클로펜타실록산으로 조정).
본 발명에 관한 유성 겔 조성물 2-3과 같이 유기 변성 점토 광물은 판형상 입자인 경우에는 일정한 전단 응력 범위에서 겔의 탄성이 높고, 일정한 상태가 유지되어 안정된 겔 구조를 취하고 있는 것으로 확인되었다(도 8).
한편, 유성 겔 조성물 2-4와 같이 시판의 유기 변성 점토 광물을 통상의 분산 처리한 입자 형상(응집체)의 유기 변성 점토 광물을 사용한 경우에는 상기 도 8의 경우에 비해 겔 탄성이 작고, 겔 탄성 상태가 일정한 안정 영역도 부족한 것이었다(도 9).
이상의 결과로부터 본 발명에 관한 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물은 유분 중, 비이온성 계면활성제의 존재 하에서 유기 변성 점토 광물 응집체를 박리 처리해도 형성되고 안정된 겔 구조의 형성에 우수한 효과를 발휘하여, 종래의 응집체 구조를 취하는 유기 변성 점토 광물과 비교하여 증점 겔화 효과가 개선되어 있는 것이 매우 명백한다.
유성 분산물 2-1~2-8
또한, 비이온성 계면활성제의 첨가량을 변화시켜 유분 중에서의 유기 변성 점토 광물의 팽윤성을 조사했다. 그 결과를 하기 표 4에 나타낸다. 또한, 도 10에는 그 팽윤의 모습을 도시했다. 또한, 제조 방법은 다음과 같다.
(유성 분산물 2-1~2-4)
유기 변성 점토 광물로서 시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스스페셜리티즈사(영국) 제조]를 사용하여 상기 유성 겔 조성물 2-4의 제조 방법과 동일하게 디스퍼로 조제했다(통상 분산 처리). 수득된 유성 분산물 중의 유기 변성 점토 광물은 입자 형상의 응집체였다.
(유성 분산물 2-5~2-8)
유기 변성 점토 광물로서 시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스스페셜리티즈사(영국) 제조]를 사용하여, 상기 유성 겔 조성물 2-3의 제조 방법과 동일하게 비즈밀에서 조제했다(고분산 처리). 수득된 유성 분산물 중의 유기 변성 점토 광물은 미세한 판형상 입자였다.
*1: 상품명: 벤톤 38 VCG(엘리먼티스스페셜리티즈사(영국) 제조, 이하 동일.
*2: 상품명: 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(KF6017, 신에츠가가쿠고교 가부시키가이샤 제조),
이하 동일.
상기 표 4로부터 밝혀진 바와 같이, 통상 분산 처리를 한 응집체의 유기 변성 헥토라이트를 사용한 경우, 비이온성 계면활성제인 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 첨가하지 않으면 거의 팽윤되지 않고(분산물 2-1), 첨가량을 증가해가면 서서히 변화가 보이지만 5 질량%에 도달하여 겨우 적절한 팽윤성이 관찰되는 정도였다(분산물 2-4).
한편, 비즈밀을 사용하여 고분산 처리한 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 헥토라이트를 사용한 경우에는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 첨가하지 않은 상태에서도, 응집체를 사용한 경우에 비해 어느 정도의 높은 팽윤성이 발휘되는 것이 도 10으로부터 분명하다. 그리고, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물의 첨가량이 1 질량%를 초과하면 충분히 만족할만한 팽윤성이 관찰되었다.
이상의 결과로부터도 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 포함하는 유성 겔 조성물은 응집체의 유기 변성 점토 광물을 포함하는 유성 겔 조성물에 비해, 매우 팽윤성이 높은 것이 명백하다.
Ⅲ. W/O 유화 조성물
다음에, W/O 유화 조성물에서 본 발명에 관한 유기 변성 점토 광물 판형상 입자와 종래의 유기 변성 점토 광물 응집체의 비교를 실시했다.
유화물 1-1~1-4
표 5의 조성 W/O 유화물을 조제했다. 조제 방법은 다음과 같다.
(유화물 1-1~1-2)
시판의 유기 변성 헥토라이트와 반 분량의 실리콘유를 혼합하고, 디스퍼에 의해 15 분간 분산 처리하여 유성 졸 조성물을 수득했다. 이에 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 및 남은 실리콘유를 가하여 추가로 디스퍼로 10 분간 분산 처리하여, 유성 겔 조성물을 수득했다. 이 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 1-4와 동일한 응집체였다.
수득된 유성 겔 조성물에 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼에 의해 유화하여 W/O형 유화 조성물을 수득했다.
(유화물 1-3~1-4)
시판의 유기 변성 헥토라이트와 반량의 실리콘유를 혼합하고, 이 혼합물과 동일 체적의 유리 비즈(직경 1㎜)를 첨가하여, 비즈밀에 의해 15 분간 분산 처리하여 유성 졸 조성물을 수득했다. 이것에 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 및 남은 실리콘유를 가하여 추가로 디스퍼로 10 분간 분산 처리하여, 유성 겔 조성물을 수득했다. 이 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 1-3과 동일한 미세한 판형상 입자였다.
수득된 유성 겔 조성물에 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼에 의해 유화하여 W/O형 유화 조성물을 수득했다.
W/O 유화 조성물의 유화 안정성의 평가 방법 및 평가 기준을 하기에 나타낸다.
(안정성)
시료를 각 조건에서 보존하여 외관 변화를 하기의 평가 기준에 따라 눈으로 관찰하여 평가했다.
A: 액상의 분리, 응집 등 변화가 보이지 않는다.
B: 표층에 약간의 분리가 보인다.
C: 유화 조성물 전체의 1/5 이하가 분리되어 있다.
D: 유화 조성물 전체의 1/5 이상이 분리되어 있다.
상기 표 5의 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 시판의 유기 변성 점토 광물을 응집체 그대로 사용하여 조제한 유화물 1-1 및 1-2에서는 경시 안정성이 열화된 것이었다.
특히 유기 변성 점토 광물의 함유량이 0.5 질량%이면(유화물 1-1), 점도가 매우 낮고 안정적인 유화물을 유지하기 곤란하다. 1 질량%로 증가하면(유화물 1-2) 점도의 향상은 보이지만, 경시 안정성은 만족스러운 것이 아니다.
한편, 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 사용한 경우에는 그 배합량이 0.5 질량%일 때(유화물 1-3), 저점도이지만, 동일 배합량의 응집체 점토 광물을 사용한 유화물 1-1에 비해 안정성은 좋은 것이었다. 또한, 1 질량%로 증가시키면(유화물 1-4), 점도는 매우 높은 것이 되고 경시 안정성이 우수한 것이 되었다.
이상의 결과로부터 응집체의 유기 변성 점토 광물을 판형상화함으로써 보다 적은 배합량으로 점도의 향상, 및 안정성이 우수한 W/O형 유화 조성물을 수득할 수 있는 것이 명백해졌다.
또한, W/O형 유화 조성물에 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 배합하지 않고, 유기 변성 점토 광물 자신의 유화 작용에 대해서도 검토를 실시했다.
유화물 1-5~1-9
표 6의 조성의 W/O 유화물을 조제했다. 유화물 1-5~1-6은 상기 유화물 1-1~1-2의 방법에 준하여 조제했다(유기 변성 점토 광물: 응집체). 유화물 1-7~1-9는 상기 유화물 1-3~1-4의 방법에 준하여 조제했다(유기 변성 점토 광물: 판 형상 입자). 점도 및 유화 입자경의 측정 방법은 다음과 같다.
(점도)
30 ℃의 항온조에서 1 시간 정치한 후에 단일 원통형 회전 점도계(시바우라 시스테무 가부시키가이샤)를 사용하여 12 rpm의 조건에서 측정했다(로터 No.3 또는 No.4).
(유화 입자경)
각 조건에서 보존후의 시료의 유화 입자경을 광학 현미경(OLYMPUS BM60)을 사용하여 측정했다.
상기 표 6의 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 본 발명에 관한 유기 변성 점토 광물 판 형상 입자를 사용한 경우에는 유화물 1-7~1-9와 같이, 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 배합하지 않아도 점토 광물만으로 어느 정도의 점도 조정이 가능하고, 또한 유화 기능도 발휘할 수 있다.
이에 대해서, 시판의 응집체 유기 변성 점토 광물을 응집체 그대로 사용한 경우에는, 유화물 1-5~1-6과 같이, 그 자체만으로 적절한 점도를 만들어 낼 수 없고, 또한 유화 안정성도 떨어지는 것이었다.
이상의 결과로부터 본 발명에 관한 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물은 다른 활성제를 배합하지 않아도 그 자체적으로 증점 및 유화의 기능을 발휘할 수 있는 것이 확인되었다. 단, 안정성을 양호하게 유지하기 위해서는 폴리에테르 변성 실리콘 화합물을 배합하는 것이 바람직하다.
또한, 이와 같은 경향은 졸 조성물을 경유하지 않고, 유기 변성 점토 광물을 비이온성 계면활성제의 존재하에서 유분 중에서 원스텝으로 박리 처리하여 수득된 유성 겔 조성물을 사용한 W/O 유화물에서도 동일하다(하기 유화물 2-1~2-4 참조).
유화물 2-1~2-4
표 7의 조성의 W/O 유화 조성물을 조제했다. 조제 방법은 다음과 같다.
(유화물 2-1~2-2)
시판의 유기 변성 헥토라이트와 폴리에테르 변성 실리콘 화합물과 실리콘유를 혼합하고, 디스퍼로 15 분간 분산 처리하여 유성 겔 조성물을 수득했다. 이 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 2-4와 동일한 응집체였다.
수득된 유성 겔 조성물에, 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼에 의해 유화하여 W/O형 유화 조성물을 수득했다.
(유화물 2-3~2-4)
시판의 유기 변성 헥토라이트와 폴리에테르 변성 실리콘 화합물과 실리콘유를 혼합하고, 이 혼합물과 동일 체적의 유리 비즈(직경 1 ㎜)를 첨가하고, 비즈밀에 의해 15 분간 분산 처리하여 유성 겔 조성물을 수득했다. 이 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 2-3과 동일한 미세한 판형상 입자였다.
수득된 유성 겔 조성물에, 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼에 의해 유화하여 W/O형 유화 조성물을 수득했다.
상기 표 7의 결과로부터 밝혀진 바와 같이 시판의 유기 변성 점토 광물을 응집체 그대로 사용하여 조제한 유화물 2-1 및 2-2에서는 경시 안정성이 열화되는 것이었다. 특히, 유기 변성 점토 광물의 함유량이 0.5 질량%이면(유화물 2-1), 점도가 매우 낮고, 안정적인 유화물을 유지하는 것은 곤란한 것을 알 수 있다. 1 질량%로 증가시키면(유화물 2-2), 점도의 향상은 보이지만, 경시 안정성은 만족할만한 것이 아니다.
한편, 판형상 입자 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 사용한 W/O 유화 조성물에서는 그 배합량이 0.5 질량%일 때(유화물 2-3) 저점도이지만, 동 배합량의 응집체 점도 광물을 사용한 유화물 2-1에 비해 안정성은 좋은 것이었다. 또한, 1 질량%로 증가시키면(유화물 2-4), 점도는 매우 높은 것이 되고 경시 안정성이 우수한 것이 되었다.
이상의 결과에서 응집체의 유기 변성 점토 광물을 판형상화한 유기 변성 점토 광물을 포함하는 유성 겔 조성물을 사용함으로써, 보다 적은 배합량으로 점도의 향상, 및 안정성이 우수한 W/O형 유화 조성물을 수득할 수 있는 것이 밝혀졌다.
또한, 유성 겔 조성물에 배합하는 비이온성 계면활성제 및 유분의 종류를 변화시켜 검토를 실시했다. 결과를 하기 표 8~9에 나타낸다.
유화물 2-5~2-8
하기 표 8에 나타내는 W/O 유화물의 조제 방법은 다음과 같다.
(유화물 2-5~2-8)
유기 변성 헥토라이트와 비이온성 계면활성제와 유분을 혼합하고, 이 혼합물과 동일한 체적의 유리 비즈(직경 1 ㎜)를 첨가하여, 비즈밀에 의해 15 분간 분산 처리하여 유성 겔 조성물을 수득했다. 이 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 2-3과 동일하게 미세한 판형상 입자였다.
수득된 유성 겔 조성물에, 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼에 의해 유화하여 W/O형 유화 조성물을 수득했다.
상기 표 8의 결과로부터 밝혀진 바와 같이 비이온성 계면활성제를 변경한 유화물 2-6 및 유분을 탄화수소유, 에스테르유로 변경한 유화물 2-7~2-8에서, W/O형 유화 조성물의 안정성은 어느 정도로 유지되었다. 본 발명에 관한 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 이용하면, 실리콘유 중에서 가장 양호하게 안정성을 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 폭넓은 종류의 W/O형 유화 조성물, 특히 실리콘유의 배합이 주류가 되어 있는 화장료로 응용하는 것이 기대된다.
유화물 1-10~1-13
하기 표 9에 도시한 W/O 유화물의 조제 방법은 다음과 같다.
(유화물 1-10~1-13)
시판의 유기 변성 헥토라이트와 반 분량의 유분을 혼합하고 이 혼합물과 동일 체적의 유리 비즈(직경 1 ㎜)를 첨가하고, 비즈밀에 의해 15 분간 분산 처리하여 유성 졸 조성물을 수득했다. 이것에 비이온성 계면활성제 및 남은 유분을 가하고 추가로 디스퍼에서 10 분간 분산 처리하여, 유성 겔 조성물을 수득했다. 이 유성 겔 조성물 중의 유기 변성 점토 광물은 상기 유성 겔 조성물 1-3과 동일한 미세한 판형상 입자였다.
수득된 유성 겔 조성물에, 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼에 의해 유화하여 W/O형 유화 조성물을 수득했다.
상기 표 9의 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 비이온성 계면활성제를 변경한 유화물 1-11, 및 유분을 탄화수소유, 에스테르유로 변경한 유화물 1-12~1-13에서 W/O형 유화 조성물의 안정성은 어느 정도로 유지되었다. 본 발명에 관한 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 이용하면, 실리콘유 중에서 가장 양호하게 안정성을 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 폭넓은 종류의 W/O형 유화 조성물, 특히 실리콘유의 배합이 주류가 되어 있는 화장료로 응용하는 것이 기대된다.
이하, 본 발명의 판형상 구조를 갖는 유기 변성 점토 광물을 포함하는 유성 겔 조성물을 사용한 W/O형 유화 조성물을 화장료에 사용한 실시예를 도시한다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
화장료 1-1: 선스크린
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트
/데카메틸시클로펜타실록산(1/20)의 졸 조성물 21
(2) 트리메틸실록시규산 1
(3) 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체
(화학식 1 타입, HLB 4.5, POE 함유율 약 20 %,
400~800 cs, R’=H, p=3, y=0) 0.5
(4) 스쿠알란 5
(5) 실리콘 피복 미립자 산화티탄(20 ㎚) 10
(6) 탈크(소수화 처리품) 6
(7) 파라메톡시 계피산 2-에틸헥실 7
(8) 디파라메톡시 계피산 모노-2-에틸헥산산 글리세릴 0.5
(9) 구형상 폴리에틸렌 분말 5
(10) 디프로필렌글리콜 4
(11) 에데트산 삼나트륨 0.02
(12) 파라벤 적량
(13) 페녹시에탄올 적량
(14) 정제수 잔여
(15) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 졸 조성물(1)에 (2)~(9)를 첨가하여 혼합 교반했다. 그것에 (10)~(14)의 수상 파트를 첨가하고 유화한 후에 (15)를 가하여 목적의 선스크린을 수득했다.
화장료 1-2: 선스크린
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트
/데카메틸시클로펜타실록산(1/20)의 졸 조성물 21
(2) 트리메틸실록시규산 1
(3) 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체
(화학식 5 타입, HLB 3~4, POE 함유율 약 19 %,
200~700 cs, R’=H, p=3, y=0) 0.3
(4) 2-에틸헥산산 세틸 3
(5) 메틸폴리실록산 5
(6) 실리콘 피복 미립자 산화티탄(20 ㎚) 5
(7) 실리콘 피복 미립자 산화아연(20 ㎚) 10
(8) 파라메톡시 계피산 2-에틸헥실 5
(9) 4-tert-부틸-4’-메톡시벤조일메탄 0.5
(10) 구형상 실리콘 수지 분말 5
(11) 1,3-부틸렌글리콜 4
(12) 에데트산 삼나트륨 0.02
(13) 파라벤 적량
(14) 페녹시에탄올 적량
(15) 정제수 잔여
(16) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 졸 조성물 (1)에, (2)~(10)을 첨가하여 혼합 교반했다. 거기에 (11)~(15)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (16)을 가하고 목적의 선스크린을 수득했다.
화장료 1-3: 보습 크림
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트
/데카메틸시클로펜타실록산(2/18)의 졸 조성물 20
(2) 바세린 2
(3) 미세결정질왁스 3
(4) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 5
(5) 스쿠알란 3
(6) 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체
(화학식 1 타입, HLB 4.5, POE 함유율 약 20 %,
400~800 cs, R’=H, p=3, y=0) 1.5
(7) 이소스테아린산 1
(8) 2-에틸헥산산 세틸 3
(9) 글리세린 10
(10) 1,3-부틸렌글리콜 4
(11) 크실리톨 2
(12) 염화나트륨 0.5
(13) 헥사메타린산 나트륨 0.05
(14) 글리틸레틴산 스테아릴 0.05
(15) DL-피롤리돈카본산 나트륨 1
(16) 울금 엑기스 0.1 (17) 에데트산 삼나트륨 0.1
(18) 파라벤 적량
(19) 정제수 잔여
(20) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 졸 조성물(1)에, (2)~(7)을 첨가하여 혼합 교반했다. 거기에 (8)~(19)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후, (20)을 가하여 목적의 보습 크림을 수득했다.
화장료 1-4: 유화 파운데이션
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트
/데카메틸시클로펜타실록산(1/20)의 졸 조성물 21
(2) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 15
(3) 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체
(화학식 1 타입, HLB 4.5, POE 함유율 약 20 %,
400~800 cs, R’=H, p=3, y=0) 5
(4) 팔미틴산 0.5
(5) 2-에틸헥산산 세틸 5
(6) 실리콘 피복 황산화철 2
(7) 실리콘 피복 벵갈라 1
(8) 실리콘 피복 흑산화철 0.3
(9) 실리콘 피복 산화티탄 10
(10) 실리콘 피복 탈크 1.5
(11) 실리콘 피복 방추형 산화티탄 3
(12) 구형상 나일론말(末) 1
(13) 마카데미아너트유 지방산 콜레스테릴 0.1
(14) 아세트산 DL-α-토코페롤 0.1
(15) 글리세린 5
(16) 1,3-부틸렌글리콜 10
(17) 파라옥시 안식향산 에스테르 적량
(18) 정제수 잔여
(19) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 졸 조성물 (1)에, (2)~(14)를 첨가하여 혼합 분산했다. 거기에 (15)~(18)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (19)를 가하여 목적의 유화 파운데이션을 수득했다.
화장료 1-5: 선스크린
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트
/데카메틸시클로펜타실록산(1/20)의 졸 조성물 21
(2) 트리메틸실록시규산 1
(3) 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체
(화학식 6 타입, HLB 3~4, 200~800 cs) 0.5
(4) 스쿠알란 5
(5) 실리콘 피복 미립자 산화티탄(20 ㎚) 10
(6) 탈크(소수화 처리품) 6
(7) 파라메톡시 계피산 2-에틸헥실 7
(8) 디파라메톡시 계피산 모노-2-에틸헥산산 글리세릴 0.5
(9) 구형상 폴리에틸렌 분말 5
(10) 디프로필렌글리콜 4
(11) 에데트산 삼나트륨 0.02
(12) 파라벤 적량
(13) 페녹시에탄올 적량
(14) 정제수 잔여
(15) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 졸 조성물 (1)에, (2)~(9)를 첨가하여 혼합 교반했다. 거기에 (10)~(14)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (15)를 가하여 목적의 선스크린을 수득했다.
화장료 1-6: 유화 파운데이션
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트
/데카메틸시클로펜타실록산(1/20)의 졸 조성물 21
(2) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 15
(3) 폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체
(화학식 7 타입, HLB 3~4, 200~700 cs,
R’=H, p=3, y=0) 5
(4) 팔미틴산 0.5
(5) 2-에틸헥산산 세틸 5
(6) 실리콘 피복 황산화철 2
(7) 실리콘 피복 벵갈라 1
(8) 실리콘 피복 흑산화철 0.3
(9) 실리콘 피복 산화티탄 10
(10) 실리콘 피복 탈크 1.5
(11) 실리콘 피복 방추형 산화티탄 3
(12) 구형 나일론말(末) 1
(13) 마카데미아너트유 지방산 콜레스테릴 0.1
(14) 아세트산 DL-α-토코페롤 0.1
(15) 글리세린 5
(16) 1,3-부틸렌글리콜 10
(17) 파라옥시 안식향산 에스테르 적량
(18) 정제수 잔여
(19) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 졸 조성물 (1)에, (2)~(14)를 첨가하여 혼합 분산했다. 거기에 (15)~(18)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (19)를 가하여 목적의 유화 파운데이션을 수득했다.
화장료 2-1: 선스크린
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트/
폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 1 타입,
HLB 4.5, POE 함유율 20 %, 400~800 cs, R’=H, p=3, y=0)
/데카메틸시클로펜타실록산 (0.8/0.4/19.8) 21
(2) 트리메틸실록시규산 1
(3) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 5
(4) 2-에틸헥산산 세틸 5
(5) 실리콘 피복 미립자 산화아연(20 ㎚) 15
(6) 파라메톡시 계피산 2-에틸헥실 7
(7) 디파라메톡시 계피산 모노-2-에틸헥산산 글리세릴 0.5
(8) 구형 폴리에틸렌 분말 3
(9) 디프로필렌글리콜 4
(10) 에데트산 삼나트륨 0.02
(11) 파라벤 적량
(12) 페녹시에탄올 적량
(13) 정제수 잔여
(14) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 겔 조성물 (1)에 (2)~(8)을 첨가하여 혼합 분산했다. 거기에 (9)~(13)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (14)를 가하여, 목적의 선스크린을 수득했다.
화장료 2-2: 보습 크림
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트/
폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 6 타입,
HLB 3~4, 200~800 cs)/데카메틸시클로펜타실록산(2/1/17) 20
(2) 바세린 2
(3) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 5
(4) 스쿠알란 1
(5) 이소스테아린산 1
(6) 2-에틸헥산산 세틸 5
(7) 글리세린 12
(8) 1,3-부틸렌글리콜 4
(9) 에리스리톨 2
(10) 염화나트륨 0.5
(11) 헥사메탈린산 나트륨 0.05
(12) 인산 L-아스코르빌마그네슘 2
(13) 티오타우린 0.1
(14) 울금 엑기스 0.1
(15) 에데트산 삼나트륨 0.1
(16) 파라벤 적량
(17) 정제수 잔여
(18) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 겔 조성물 (1)에 (2)~(6)을 첨가하여 혼합 교반했다. 거기에 (7)~(17)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (18)을 가하여 목적의 보습 크림을 수득했다.
화장료 2-3: 유화 파운데이션
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트/
폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 1 타입,
HLB 4.5, POE 함유율 20 %, 400~800 cs, R’=H, p=3, y=0)
/데카메틸시클로펜타실록산(1/0.5/19.5) 21
(2) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 5
(3) 팔미틴산 0.5
(4) 스쿠알란 5
(5) 덱스트린 지방산 처리 이산화티탄 15
(6) 덱스트린 지방산 처리 황산화철 3
(7) 덱스트린 지방산 처리 벵갈라 1.5
(8) 덱스트린 지방산 처리 흑산화철 0.5
(9) 금속 비누 처리 탈크 3
(10) 실리콘 피복 방추형 산화티탄 3
(11) 가교형 실리콘말(트레필 E-506) 0.1
(12) 벵갈라 피복 운모 티탄 0.5
(13) N-라우로일-L-리진 2
(14) 아세트산 DL-α-토코페롤 0.1
(15) 글리세린 3
(16) 1,3-부틸렌글리콜 5
(17) 파라옥시 안식향산 에스테르 적량
(18) 정제수 잔여
(19) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자에 분산시킨 겔 조성물 (1)에 (2)~(13)을 첨가하여 혼합 분산했다. 거기에 (14)~(18)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에 (19)를 가하고 목적의 유화 파운데이션을 수득했다.
화장료 2-4: 유화 파운데이션
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트/
폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 7 타입,
HLB 3~4, 200~700 cs, R’=H, p=3, y=0)
/데카메틸시클로펜타실록산(1/0.5/19.5) 21
(2) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 5
(3) 스쿠알란 5
(4) 실리콘 처리 이산화티탄 12
(5) 실리콘 처리 황산화철 3
(6) 실리콘 처리 벵갈라 1.5
(7) 실리콘 처리 흑산화철 0.5
(8) 실리콘 처리 세리사이트 5
(9) 실리콘 피복 방추형 산화티탄 3
(10) 가교형 실리콘말(트레필 E-506) 0.1
(11) 벵갈라 피복 운모 티탄 0.5
(12) 구형상 실리카 3
(13) 디프로필렌글리콜 3
(14) 1,3-부틸렌글리콜 5
(15) 파라옥시 안식향산 에스테르 적량
(16) 정제수 잔여
(17) 알콜 5
(18) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 겔 조성물 (1)에 (2)~(12)를 첨가하여 혼합 분산했다. 거기에 (13)~(16)의 수상 파트를 첨가하여 유화시킨 후에 (17)~(18)을 가하여 목적의 유화 파운데이션을 수득했다.
화장료 2-5: 선스크린
(질량%)
(1) 디메틸디스테아릴암모늄헥토라이트/
폴리옥시에틸렌·메틸폴리실록산 공중합체(화학식 5 타입,
HLB 3~4, POE 함유율 19 %, 200~700 cs, R’=H, p=3, y=0)
/데카메틸시클로펜타실록산 (0.8/0.4/19.8) 21
(2) 트리메틸실록시규산 1
(3) 디메틸폴리실록산(5.6 cs/25 ℃) 5
(4) 2-에틸헥산산 세틸 5
(5) 실리콘 피복 미립자 산화아연(20 ㎚) 15
(6) 파라메톡시 계피산 2-에틸헥실 7
(7) 디파라메톡시 계피산 모노-2-에틸헥산산 글리세릴 0.5
(8) 구형 폴리에틸렌 분말 3
(9) 디프로필렌글리콜 4
(10) 에데트산 삼나트륨 0.02
(11) 파라벤 적량
(12) 페녹시에탄올 적량
(13) 정제수 잔여
(14) 향료 적량
(제법)
미리 비즈밀 등을 사용하여 미세 입자로 분산시킨 겔 조성물 (1)에 (2)~(8)을 첨가하여 혼합 분산했다. 거기에 (9)~(13)의 수상 파트를 첨가하여 유화한 후에, (14)를 가하여 목적의 선스크린을 수득했다.
Ⅳ. COOH/OH기 함유 유분의 사용
상술한 바와 같이, 유기 변성 점토 광물 판형상 입자의 유성 분산물은 비이온성 계면활성제를 포함하지 않는 경우에는 통상 저점도 졸 형상이고, 이를 W/O 유화 조성물의 유상에 사용한 경우에는 충분한 유화 안정성은 수득되지 않는다.
한편, 이와 같은 유성 분산물에 비이온성 계면활성제를 병용하면 고점도의 겔 형상이 되고, 이를 W/O 유화 조성물의 유상에 사용한 경우에는 매우 높은 유화 안정성을 수득할 수 있다.
그러나, 유상이 고점도이므로 W/O 유화 조성물도 고점도가 되고, 이를 화장료로서 사용하고자 하면, 펴짐성의 측면에서 충분하다고는 할 수는 없다.
그래서, 비교적 저점도이면서 W/O 유화 조성물의 유상에 사용한 경우에는 유화 안정성에서 우수한 효과를 발휘하는 유기 변성 점토 광물 유성 분산물에 대해서 추가로 검토를 실시했다.
그 결과, 이하에 설명한 바와 같이, 분자 내에 COOH기 및/또는 OH기를 갖는 유분에 현저한 효과가 있는 것이 판명되었다.
유성 분산물 3-1~3-4
표 10의 조성의 유성 분산물을 조제했다. 조제 방법은 다음과 같다.
(유성 분산물 3-1~3-3)
시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스스페셜리티즈사(영국) 제조] 및 세스퀴올레인산 소르비탄 이외의 성분을 혼합하고, 이 혼합물에 대해서 지르코니아 비즈(직경 1 ㎜)를 동일 체적 가하고, 비즈밀을 사용하여 15분간 처리하고, 이에 세스퀴올레인산 소르비탄을 첨가하고 디스퍼로 균일하게 혼합하여, 유성 분산물을 수득했다. 유성 분산물 중의 유기 변성 점토 광물은 미세한 판형상 입자였다.
(유성 분산물 3-4)
시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스스페셜리티즈사(영국) 제조] 및 세스퀴올레인산 소르비탄 이외의 성분을 혼합하고, 상기 혼합물을 디스퍼를 사용하여 15 분간 처리하고 이에 세스퀴올레인산 소르비탄을 첨가하고 디스퍼로 균일하게 혼합하여 유성 분산물을 수득했다. 유성 분산물 중의 유기 변성 점토 광물은 비교적 큰 응집체 상태였다.
표 10과 같이 비즈밀에 의한 고분산 처리로 조제한 경우, 유기 변성 점토광물만을 분산시킨 유성 분산물 3-1은 저점도 졸 형상 팽윤성도 낮다. 이것에 폴리에테르 변성 실리콘 화합물 등의 비이온성 계면활성제를 병용하면, 유성 분산물 3-2와 같이 점도나 팽윤성이 매우 높은 겔 조성물이 된다.
이에 대해서, 또한 세스퀴올레인산 소르비탄을 병용하면, 유성 분산물 3-3과 같이 조성물의 팽윤성은 높게 유지한 상태에서 점도가 현저하게 저하되었다.
한편, 유성 분산물 3-3과 기본적으로는 동일한 조성이어도 디스퍼에 의한 통상의 분산 처리로 조제한 유성 분산물 3-4에서는 저점도이기는 하지만 팽윤성에서 현저하게 떨어지고 있었다.
또한, W/O 유화 조성물을 조제하여 비교했다.
유화물 3-1~3-4
표 11의 조성의 W/O 유화 조성물을 조제했다. 조제 방법은 다음과 같다.
(유화물 3-1~3-3)
시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스 스페셜리티즈사(영국) 제조] 및 다른 유상 성분을 사용하여 상기 유성 분산물 3-1~3-3의 방법과 동일하게 페인트 쉐이커에 의해 유성 분산물을 조제했다(유기 변성 점토 광물:판 형상 입자). 이것에 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼로 유화하여 유화물을 수득했다.
(유화물 3-4)
시판의 유기 변성 헥토라이트[벤톤 38 VCG, 엘리먼티스 스페셜리티즈사(영국) 제조] 및 다른 유성 성분을 사용하여, 상기 유성 분산물 3-4의 방법과 동일하게 디스퍼에 의해 유성 분산물을 조제했다(유기 변성 점토 광물: 응집체). 이것에 이온 교환수를 서서히 첨가하면서 디스퍼로 유화하여 유화물을 수득했다.
표 11에 도시한 바와 같이 세스퀴올레인산 소르비탄을 사용하여 고분산 처리한 유성 분산물을 유상으로 하는 유화물 3-3에서는 세스퀴올레인산 소르비탄을 사용하지 않았던 경우(유화물 3-2)와 동등한 유화 안정성을 유지하면서 유화물의 점도가 저하되고 펴짐이 향상되었다.
한편, 유화물 3-3과 동일한 조성이어도 통상의 분산 처리에 의한 유성 분산물을 유상으로 하는 유화물 3-4에서는 유화물 3-3에 비해 점도가 현저하게 높아짐에도 불구하고 유화 안정성이 낮고 펴짐이나 촉촉함, 매끄러움 등의 사용감도 떨어졌다.
도 11은 디스퍼에 의한 통상의 분산 처리로 수득된 유성 분산물 3-4의 SEM 사진, 도 12는 비즈밀에 의한 고분산 처리로 수득된 유성 분산물 3-3의 SEM 사진이다.
통상 분산 처리에 의한 분산물 3-4에서는 도 11과 같이, 유기 변성 점토 광물은 비교적 큰 입자 형상의 응집체(평균 입자경 약 20 ㎛, 평균 두께는 2 ㎛ 이상)인 데에 대하여, 고분산 처리에 의한 분산물 3-1~3-3에서는 도 12와 같이 유기 변성 점토 광물이 미세한 판형상 입자(평균 두께 0.1 ㎛ 이하, 평균 장직경 10 ㎛ 이하)가 되어 있었다.
도 13은 세스퀴이소스테아린산 소르비탄을 비롯한 각종 피험 유분의 첨가 효과에 대해서 조사한 결과이다.
즉, 유성 분산물 3-3(고분산 처리)에서 세스퀴올레인산 소르비탄 대신 다른 유분을 사용하여, 또한 그 배합량도 변화시켜 유성 분산물을 조제(증감은 데카메틸시클로펜타실록산으로 조정)하여 수득된 유성 분산물의 점도를 비교했다(유성 분산물 3-3a~3-3d). 사용한 피험 유분 a~d는 다음과 같다.
피험 유분 a: 세스퀴올레인산 소르비탄
피험 유분 b: 8-메틸헵타데칸산
피험 유분 c: 이소스테아릴알콜
피험 유분 d: 2-에틸헥산산 2-에틸헥실
도 13으로부터 알 수 있는 바와 같이, 고분산 처리에 의해 수득된 유성 분산물에서 피험 유분 a~c와 같이 COOH기나 OH기를 분자 내에 갖는 유분을 사용함으로써 분산물 점도가 현저하게 저하되었다(분산물 3-3a~3-3c).
이에 대해서, 피험 유분 d와 같이 COOH기나 OH기를 분자 내에 갖지 않는 유분에서는 배합량을 증량해도 점도에 거의 변화가 없었다(분산물 3-3d).
또한, 도 13의 분산물 3-4a는 상기 유성 분산물 3-4(통상 분산 처리)에서 세스퀴올레인산 소르비탄(피험 유분 a)의 배합량을 변화시켜 조제한 유성 분산물의 결과를 도시하고 있다. 통상 분산물 처리로 수득된 유성 분산물 3-4a에서는 분산물 3-3a와 동일한 성분을 사용하고 있음에도 불구하고, COOH/OH기 함유 유분에 의한 점도 저감 효과는 인정되지 않았다.
SEM 관찰에 의하면 통상 분산 처리한 분산물 3-4a에서는 어떤 COOH/OH기 함유 유분 농도에서도, 유기 변성 점토 광물은 도 11과 같은 비교적 큰 입자 형상(응집체)이었던 것에 대해, 고분산 처리한 분산물 3-3a~3-3d에서는 어떤 COOH/OH기 함유 유분 농도에서도 도 12와 같은 미세한 판형상 입자가 되어 있었다.
고분산 처리에 의해 유기 변성 점토 광물이 미세한 판형상 입자로 박리되면, 판형상 입자 표면은 소수성, 판형상 입자 단면은 친수성을 띠는 경향이 있다. 이 때문에, 실리콘유 중에서 판형상 입자가 친수성 부분인 단면을 감소시키도록 배치된다. 그 결과, 도 3의 모식도에 도시한 바와 같은 겔 네트워크를 형성하고, 팽윤성이 발휘되는 것으로 생각된다. 그리고, 피험 유분의 종류나 농도에 따라서 유기 변성 점토 광물의 입자 형상에 거의 변화가 없음에도 불구하고, COOH기나 OH기를 분자 내에 갖는 유분에서만 분산물의 점도가 저하되는 점에서, 이들 유분이 점토 광물의 판형상 입자의 친수성 부위에 작용하고, 판형상 입자끼리의 겔 네트워크를 붕괴시키지 않고 상호 작용을 약화시킴으로써 점도가 저하되는 것이 아닐까 생각된다.
한편, 통상의 분산 처리로 수득된 분산물에서는 유기 변성 점토 광물이 박리되지 않고 큰 응집체의 상태이고, 고분산 처리하여 수득된 분산물과는 분산 상태가 분명히 다르다. 따라서, 이와 같은 점토 광물 응집체에서는 친수성 부위가 거의 표출되어 있지 않고, COOH기나 OH기를 분자 내에 갖는 유분에 의한 영향이 거의 없으므로, 고분산 처리시의 경우와 같은 점도 저하를 발생시키지 않는 것으로 생각된다.
유화물 3-5~3-9
또한, 고분산 처리로 수득된 유성 분산물을 유상으로 하는 W/O 유화물에서 수상 비율을 변화시켜 검토를 실시했다. 결과를 표 12에 나타낸다. 유화물의 조제 방법은 다음과 같다.
(유화물 3-5~3-9)
상기 유성 분산물 3-3과 동일하게 비즈밀에 의해 고분산 처리하여 수득된 유성 분산물을 수득했다. 유성 분산물 중의 유기 변성 점토 광물은 미세한 판형상 입자였다.
이 유성 분산물을 유상으로 하고, 이에 수상을 서서히 첨가하면서 디스퍼로 유화하여 W/O 유화 조성물을 수득했다.
표 12에 도시한 바와 같이, 어떤 W/O 유화 조성물에서도 COOH/OH기 함유 유분을 포함하는 편이, 이를 포함하지 않는 경우에 비해 유화물의 점도가 낮아짐에도 불구하고 높은 유화 안정성이 유지되었다. 또한, 유화물의 펴짐성도 COOH/OH기 함유 유분을 포함하는 편이 우수했다.
유화물 3-10~3-12
또한, 통상 분산 처리로 수득된 유성 분산물을 유상으로 하는 W/O 유화물에서도 수상 비율을 변화시켜 조사했다.
표 13의 유화물은 상기 유성 분산물 3-4와 동일하게 통상 분산 처리하여 수득된 유성 분산물(유기 변성 점토 광물: 응집체)를 유상으로 하고, 이에 수상을 서서히 첨가하면서 디스퍼로 유화하여 수득된 W/O 유화 조성물이다.
표 13으로부터 밝혀진 바와 같이 통상 분산 처리로 수득된 유성 분산물을 유상으로 한 W/O 유화 조성물에서는 COOH/OH기 함유 유분을 배합한 편이 점도가 높아지고, 표 12와는 반대의 경향을 나타냈다. 그 이유는 분명하지는 않지만, 유기 변성 점토 광물 분산 입자의 형상의 차이가 원인 중 하나라고 생각된다.
또한, 표 12와 표 13의 COOH/OH기 함유 유분을 배합한 계(系)에서 비교한 경우에는 유기 변성 점토 광물이 판형상 입자인 경우 쪽이, 응집체인 경우에 비해서 저점도이고 펴짐성이 좋으며 촉촉함, 매끄러움 등의 사용감도 우수했다.
유성 분산물 3-13~3-14 및 유화물 3~13~3-14
또한, COOH/OH기 함유 유분의 첨가 방법에 대해서도 검토를 실시했다.
하기 표 14에서 분산물 3-14는 상기 분산물 3-3과 동일하게, 세스퀴올레인산 소르비탄 이외의 성분으로 고분산 처리한 후에 세스퀴올레인산 소르비탄을 첨가하여 수득된 유기 변성 점토 광물 판 형상 입자의 유성 분산물이다(후첨가).
이에 대해서, 분산물 3-13은 기본적으로는 분산물 3-14와 동일한 조성이지만, 세스퀴올레인산 소르비탄을 그 밖의 성분과 함께 혼합한 후에 고분산 처리하여 수득된 유기 변성 점토 광물 판형상 입자의 유성 분산물이다(전첨가).
표 14와 같이 유기 변성 점토 광물의 고분산 처리 후에 COOH/OH기 함유 유분을 첨가한 경우(후첨가)에는 고분산 처리전에 첨가한 경우(전첨가)에 비해, 유성 분산물에서의 점도가 저하되었다.
또한, 표 15는 분산물 3-13 또는 분산물 3-14를 75 질량부에 대해서, 이온 교환수 25 질량부를 서서히 첨가하면서 디스퍼로 유화하여 수득된 W/O 유화 조성물이다.
표 15에 도시한 바와 같이 COOH/OH기 유분을 전첨가한 분산물 3-13을 사용한 유화물 3-13보다도 후첨가하여 수득된 분산물 3-14를 사용한 유화물 3-14 쪽이 점도가 현저하게 저하되고, 또한 평균 유화 입자경도 작아졌다.
따라서, 본 발명에서 COOH기 및/또는 OH기를 갖는 액상 유분의 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는 유기 변성 점토 광물의 고분산 처리 후에 상기 유분을 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
화장료 3-1~3-2 W/O 파운데이션
표 16의 조성으로 W/O 파운데이션을 조제했다. 제조 방법은 다음과 같다.
(화장료 3-1)
유기 변성 점토 광물을 실리콘유 중에서 유리 비즈와 함께 비즈밀에 의해 고분산 처리하여 수득된 졸 분산물 중으로 다른 유성 성분, 및 분말을 각각 첨가하고 호모믹서를 사용하여 분산했다. 이 유성 분산물을 유상으로 하여 이에 수상을 서서히 첨가하면서 호모믹서로 유화하여 W/O 파운데이션을 수득했다.
(화장료 3-2)
유성 성분 및 분말을 각각 첨가하고, 호모믹서를 사용하여 분산했다. 상기 유성 분산물을 유상으로 하고 이에 수상을 서서히 첨가하면서 호모믹서로 유화하여 W/O 파운데이션을 수득했다.
또한, 사용감에 대해서 다음과 같이 평가했다.
(사용감)
전문 패널 10 명에 의해, 피부 상에 도포했을 때의 사용감의 각 항목에 대해서 앙케이트를 실시하고, 하기의 기준으로 평가했다.
○: 좋다고 회답한 패널이 8~10 명
△: 좋다고 회답한 패널이 5~7 명
×: 좋다고 회답한 패널이 0~4 명
표 16으로부터 알 수 있는 바와 같이 고분산 처리에 의한 유기 변성 점토 광물 판형상 입자 분산물을 사용한 W/O 유화 화장료(화장료 3-1)에서는 기본적으로는 동일한 조성임에도 불구하고, 통상 분산 처리에 의한 유기 변성 점토 광물 응집체 분산물을 사용한 W/O 유화 화장료(화장료 3-2)에 비해 점도가 낮음에도 불구하고, 유화 안정성이 높았다. 또한, 펴짐의 가벼움이나 매끄러움이 우수하고 커버력, 마무리의 균일함에서도 우수한 것이었다.