KR20170103628A - 셀룰로오스 나노섬유 수분산체 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체에 관한 것이다. 본 발명의 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체는 기존의 셀룰로오스와는 달리 부드럽고 끈적임이 적을 뿐만 아니라, 피부에 형성된 나노섬유가 탄력 및 보습력을 증진시키고 제형에 적용시 점증력을 가지므로 화장료 개발에 널리 활용될 수 있다.

Description

셀룰로오스 나노섬유 수분산체 조성물{Composition containing Cellulose Nanofiber water dispersions}
본 발명은 셀룰로오스 수분산체 조성물에 관한 것이다.
현재 인체에 사용되는 셀룰로오스로는 자연 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 바이오셀룰로오스 등이 있다. 이 중 자연(천연) 셀룰로오스는 수십 마이크로미터 크기의 파우더 형태로 물에 녹지 않으며 주로 스크럽제, 필링젤 등에 사용된다. 셀룰로오스 유도체는 셀룰로오스의 하이드록시 알코올기를 치환시켜 얻을 수 있으며, 셀룰로오스 자체가 물에 용해되지 않기 때문에 물에 용해될 수 있도록 치환시킨 하이드록시에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스 등이 포함된다. 이러한 수용성 셀룰로오스는 고분자 형태이며, 주로 점증제로 사용된다. 바이오셀룰로오스는 박테리아 셀룰로오스로부터 합성된 셀룰로오스 나노섬유로 식물 유래 셀룰로오스에 비해 섬유의 두께가 얇고, 높은 결정화도, 높은 물리적 강도를 가지나, 젤이나 시트 형태로 합성되기 때문에, 주로 마스크팩 시트에 사용되며, 화장품 제형 적용에 어려운 단점을 가지고 있다. 따라서, 셀룰로오스가 나노섬유 형태를 유지하면서도 화장품 제형에 함유될 수 있도록 수용액 상에 분산시키는 과정이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체용 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체, 이를 포함하는 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 인체용 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명자들은 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 연구한 결과, 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체와 이를 포함하는 조성물이 인체에 유리한 특징, 특히 피부 안착성, 높은 수분 보유능, 탄력 증가, 피부 마찰력 감소 및 점증력을 가지는 것을 발견하였다. 이에, 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 인체에 대한 적용 용도, 에컨대 화장료 내지 의약외품 용도로의 유용성을 바탕으로 본 발명을 완성하였다.
본 발명자들은 본원발명에 따른 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체, 및 상기 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 포함 조성물이 다음과 같은 특징을 가짐을 발견하였다:
우수한 피부 안착성을 나타낸다. 상기 '피부 안착성'이란 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체가 나노섬유 구조적물리화학적 특징 및/또는 수분산성을 유지하면서 피부에 적용되는 것을 의미한다. 상기 피부는 동물의 외부를 덮고 있는 기관으로 바깥쪽에서부터 표피, 진피 및 피하지방층의 독특한 세 개의 층을 의미한다.
높은 수분 보유능을 나타낸다. 상기 '수분 보유능'은 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 주변 수분을 끌어당기는 힘 내지 능력 및/또는 주변 수분을 유지하는 힘 내지 능력을 의미한다. 수분 보유능과 보습능은 상호 비례한다.
탄력 증가 효과를 나타낸다. 상기 '탄력'은 가해지는 외력에 대한 저항력을 의미하며, '복원력'과도 같은 의미이며, 표면 구조의 치밀성이 반영된다. 수분산 셀룰로오스 분산체의 막 형성능 및 수분산 셀룰로오스 분산체 적용된 대상의 외력에 대한 저항력이 증가, 향상 내지 개선되는 것을 의미한다.
점증력을 나타낸다. 상기 '점증력'은 점도 상승 능력을 의미한다. 수분산 셀룰로오스 분산체가 나노섬유 구조적물리화학적 특징을 유지하면서 점도를 상승시키는 능력을 가짐을 의미한다.
마찰력 감소를 나타낸다. 상기 '마찰력'은 접촉면에 닿는 대상의 운동을 방해하는 힘으로, 피부 마찰력은 피부 거칠기로 반영된다. 수분산 셀룰로오스 분산체가 적용된 접촉면에 닿은 대상의 운동을 방해하는 정도가 감소하는 것으로, 부드러움 증가, 개선 내지 향상되거나, 거칠기가 감소되는 것을 의미한다.
상술한 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 특징은 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 포함하는 조성물에서도 유지된다.
본 발명에 따른 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체는 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 것으로 수용액에 분산된다.
본 발명에서 사용되는 '셀룰로오스계 원료'에는 예컨대 각종 목재 유래의 크래프트(craft) 종이 또는 아황산 펄프, 이들을 고압 호모지나이저(homogenizer)나 밀(mill) 등으로 분쇄한 분말 셀룰로오스, 혹은 이들을 산 가수분해 등의 화학 처리에 의해 정제한 미결정 셀룰로오스 분말, 박테리아 유래 셀룰로오스 등이 사용될 수 있으며, 이외에, 케나프, 삼, 벼, 바카스, 대나무 등의 식물을 사용할 수도 있다. 이 중, 박테리아 셀룰로오스 나노섬유를 사용하는 것이 바람직한바, 전 처리가 필요 없고 박테리아 셀룰로오스 나노섬유의 고유한 강점을 이용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 목질계 또는 비목질계 셀룰오로스 원료를 사용하면 수분산체로 제조하기 위해서는 잘게 쪼개는 단계가 필요한 반면, 박테리아 셀룰로오스 나노섬유를 사용하면 쪼개는 과정 없이 작고 일정한 직경의 나노섬유 분산체를 만들 수 있다는 장점이 있다.
상기 수용액은 물을 용매로 하여 얻어진 용액으로, 상기 수용액에는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 나노섬유로서의 구조적물리화학적 특징 및/또는 수분산성을 유지하는 이상 어떠한 성분도 포함될 수 있다.
셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환하는 것은 당업계 다양한 방법에 의할 수 있으나, 바람직하게 N-옥실 화합물을 용해한 증류수에 산화제 및 셀룰로오스계 원료를 함께 첨가하고 교반하는 과정을 통해 이뤄질 수 있다. 본 과정에 대해서는 후술한다.
본 발명에 따른 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 수평균 직경은 0.1~200 nm, 바람직하게는 1~150 nm, 더욱 바람직하게는 20~100 nm, 가장 바람직하게 30-60 nm 정도이다. 아울러, 수분산 본 발명에 의해 제조되는 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 최대 직경은 0.1~200 nm, 바람직하게는 1~150 nm, 더욱 바람직하게는 20~100 nm, 가장 바람직하게 30-60 nm 정도이다. 셀룰로오스 나노섬유는 싱글 마이크로피브릴 형태로 존재할 수도 있고 나노섬유들이 서로 얽혀있는 형태일 수도 있으나, 특별히 이에 제한되지 않는다.
상기 수평균 직경 및 최대 직경 범위을 가지는바, 인체 적용에 유리하며, 예컨대 화장료 조성물 및 의약외품 조성물로의 활용에 유리하다.
본원발명에 따른 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 제조방법은 다음의 단계를 포함한다:
증류수에 N-옥실 화합물을 용해하는 단계;
용해물에 셀룰로오스계 원료 및 산화제를 첨가하고 교반하는 단계: 및
세척 과정을 통해 반응물을 제거하는 단계.
본 발명에서 이용할 수 있는 'N-옥실 화합물'은 촉매제로, 본원발명에서 의 산화반응을 촉진하기 위해 사용한다.. N-옥실 화합물에는, 예를 들어, N-옥실 화합물은 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-옥시 라디칼(TEMPO); 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-옥시 라디칼(4-하이드록시 TEMPO)의 수산기를 알코올로 에테르화하거나 또는 카르복실산 혹은 설폰산으로 에스테르화시켜 적당한 소수성을 부여한 4-하이드록시TEMPO 유도체; 또는 아자아다만탄형 니트록시 라디칼; 중 1종 이상을 선택할 수 있으며, 가장 바람직하게, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-옥시 라디칼(TEMPO)를 사용할 수 있다.
N-옥실 화합물의 사용량은 셀룰로오스계 원료를 나노섬유화할 수 있는 촉매량이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 1 g의 셀룰로오스계 건조원료에 대해서 0.01~100 mmol, 바람직하게는 0.01~50 mmol, 특히 바람직하게는 0.05~30 mmol 정도를 이용할 수 있다.
셀룰로오스계 원료의 산화반응에 이용하는 '산화제'로는, 바람직하게, 할로겐, 차아할로겐산, 아할로겐산, 과할로겐산 또는 그 염들, 할로겐산화물, 할로겐과산화물 등이 포함되나, 할로겐 중에서도 염소를 이용하는 것이 바람직하며, 예컨대 염소, 차아염소산, 아염소산, 과염소산 또는 그 염들, 염소산화물, 염소과산화물이 바람직하며, 가장 바람직하게, 치아염소산 나트륨을 사용할 수 있다. 치아염소산 나트륨은 나노섬유 생산 비용 면에서 경제적인바, 현재 공업 프로세스에 있어서 가장 범용되어 있는 저가이고 환경 부하가 적기 때문에 특히 바람직하다.
산화제의 사용량은 산화반응을 촉진할 수 있는 범위에서 선택할 수 있다. 예를 들면, 1 g의 셀룰로오스계 건조원료에 대해서 0.5~500 mmol, 바람직하게는 0.5~50 mmol, 특히 바람직하게는 2.5~25 mmol 정도를 이용할 수 있다.
본원발명에 따른 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 제조방법에 있어서, 브롬화물은 실질적으로 사용하지 않는다.
상기 실질적으로 사용하지 않는다는 것은, 1 g의 셀룰로오스계 건조원료에 대해서 0.1 mmol 이하, 바람직하게는 0.01 mmol 이하, 더욱 바람직하게는 0.001 mmol 이하를 이용하는 것을 의미한다.
브롬화물, 예컨대, 염화브롬은 기관지나 폐기관에 독성문제를 발생시킬 수 있고 취급시 안전성의 문제와 폐기시 중금속에 의한 환경 오염 가능성이 있으므로, 본 발명에서는 실질적으로 사용하지 않는다.
브롬화물을 사용하지 않고도, 본 발명에 따르면, 우수한 효능의 수분산 셀룰로오스 나노섬유분산체를 제조할 수 있다.
본원발명에 따른 수분산 셀룰로오스 분산체 제조방법은 15~30℃ 정도의 실온의 온화한 조건에서도 산화반응을 원활하게 진행시킬 수 있는 특징이 있다. 산화반응의 진행에 따라 셀룰로오스 구조 중에 카르복실기가 생성되기 때문에, 반응액의 pH가 저하된다. 따라서, 효율적인 산화반응을 위해서는 알칼리성 용액을 지속적으로 첨가함으로써, 반응액의 pH를 8~12, 더욱 바람직하게는 10~11 정도로 유지해야 한다. 산화반응의 반응 시간은 적당히 설정할 수 있고 특별히 제한되지 않지만 예를 들면 0.5~60시간, 바람직하게는 1~50 시간, 특히 바람직하게는 24~48 시간 정도이다.
또 다른 양태로, 본 발명은 상기 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 화장료 조성물은 화장 분야에서 통상적인 보조제 예를 들어, 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 지질 소낭 뿐만 아니라, 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 또는 피부 과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제와 함께 일반 화장품 또는 기능성 화장품의 구성요소로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 인체용 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체는 화장료 조성물의 총 중량 대비 0.0001 ~ 10, 바람직하게 0.0005 ~ 5 건조 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, "기능성 화장품(cosmedical, cosmeceutical)"이란 화장품에 의약품의 전문적인 치료기능이 도입되어, 일반 화장품과 달리 생리활성적인 효능, 효과가 강조된 전문적인 기능성을 갖는 제품으로서, 예를 들어, 피부의 미백에 도움을 주는 제품, 피부 주름개선에 도움을 주는 제품, 피부를 곱게 태우거나 자외선으로부터 피부를 보호하는데 도움을 주는 제품 등 보건복지부령이 정하는 화장품을 의미한다.
본 발명에 따른 화장료 조성물을 포함하는 화장품은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 상세하게는, 유연 화장수, 수렴 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 수분크림, 수분젤크림, 로션, 젤, 에센스, 아이 크림, 필오프 마스크팩, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 연고, 스틱, 패치, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.
또 다른 양태로, 본 발명은 상기 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 포함하는 의약외품 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, “의약외품”이란 사람이나 동물의 질병을 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 것, 인체에 대한 작용이 약하거나 인체에 직접 작용하지 않으며, 기구 또는 기계가 아닌 것과 이와 유사한 것, 감염 예방을 위하여 살균, 살충 및 이와 유사한 용도로 사용되는 제제 중 하나에 해당하는 물품으로서, 사람이나 동물의 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용하는 물품 중 기구, 기계 또는 장치가 아닌 것 및 사람이나 동물의 구조와 기능에 약리학적 영향을 줄 목적으로 사용하는 물품 중 기구, 기계 또는 장치가 아닌 것을 제외한 물품을 의미하며, 피부 외용제 및 개인위생용품도 포함한다.
본 발명 있어서, "피부 외용제"란, 유지류, 바셀린, 라놀린, 글리세롤 등의 다양한 기제에 약품을 혼합하여 쉽게 피부에 바를 수 있도록 한 고형, 반고형 또는 액상의 외용약을 의미한다. 외용 제형은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 파우더, 젤, 연고, 크림, 액체 또는 에어로졸 제형이 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 인체용 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체는 의약외품 조성물의 총 중량 대비 0.0001 ~ 10, 바람직하게 0.0005 ~ 5 건조 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체는 기존의 셀룰로오스와는 달리 부드럽고 끈적임이 적을 뿐만 아니라, 피부에 형성된 나노섬유가 탄력 및 보습력을 증진시키고 제형에 적용시 점증력을 가지므로 의약외품 및 화장료로서 매우 유용하게 활용될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 (a) 비교예 1의 셀룰로오스 나노섬유 사진, 및 (b) 실시예 1의 화학처리 후의 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 사진이다.
도 2는 실시예 1을 도포하기 전과 후의 돼지 피부의 SEM 사진이다.
도 3은 (a) 실시예 및 비교예에 따른 셀룰로오스를 도포한 돼지 피부에서의 시간에 따른 물의 접촉각 변화를 나타낸 그래프, 및 (b) 초기 접촉각의 현미경 사진이다.
도 4는 실시예 1을 피부에 도포한 후 측정한 마찰력 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 5는 에센스 제형(비교예 4, 실시예 2 및 3)의 점도 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예 4 및 실시예 2를 도포한 돼지 피부에서의 시간에 따른 물의 접촉각 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1: 셀룰로오스의 화학적 처리
셀룰로오스의 화학적 처리를 위해 일정량의 박테리아 셀룰로오스 시트와 차아염소산 나트륨 및 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-N-옥시 라디칼(이하, TEMPO) 촉매를 사용하였다. 증류수에 TEMPO 촉매를 녹인 후, 셀룰로오스 시트를 넣고 차아염소산 나트륨을 넣은 후 pH를 10 이상으로 유지하면서 교반하여, 셀룰로오스 시트가 물에 분산된 나노섬유 형태로 제조하였다 (도 1의 b). 제조된 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 정제 및 세척과정을 통해 조제 후, 상온에 보관하였다. 이렇게 얻어진 셀룰로오스 나노섬유 분산체 직경은 최대 직경 60 nm, 수평균 30-50 nm을 나타내었다.
합성한 실시예 1이 원래의 나노섬유 구조를 유지하는지 확인하기 위해 주사형 전자현미경(SEM)을 이용해 확인하였다. 그 결과, 수분산 셀룰로오스가 나노섬유 형태를 유지하는 것을 확인하였다 (도 1의 b의 하단).
비교예 1은 증류수에 셀룰로오스 시트를 넣고 교반하여 제조하였다. (도 1의 a). SEM 사진은 도 1의 a의 하단에 기재하였다.
비교예 2는 화장료로 통상적으로 사용되는 수용해성 셀룰로오스인 카르복시메틸셀룰로오스를 증류수에 넣고 교반하여 제조하였다.
비교예 3은 화장료로 통상적으로 사용되는 수용해성 셀룰로오스인 하이드록시에틸셀룰로오스를 증류수에 넣고 교반하여 제조하였다.
비교예 4는 실시예 1이 포함되지 않은 에센스 제형이다.
실시예 2는 실시예 1에 따른 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 0.015 건조중량%를 포함한 에센스 제형이다.
실시예 3은 실시예 1에 따른 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 0.03 건조중량%를 포함한 에센스 제형이다.
실험예 1: 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 피부안착 확인
0.03 건조중량%의 실시예 1을 피부에 도포시 피부에 안착되어 있는지를 확인하기 위해 돼지피부(2cm x 2cm)에 도포 후, 건조하여 SEM으로 확인하였다. 도 2에서 알 수 있듯이 돼지피부 표면에 셀룰로오스 나노섬유 분산체가 안정적으로 도포되어 있는 것을 확인하였고, 이를 통해 피부표면에 나노섬유를 형성하여 안착되어 있음을 증명하였다.
실험예 2: 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 수분 보유능 확인
수분 보유능을 확인하기 위해, 비교예 1, 2, 3 및 실시예 1을 0.5 건조중량%로 돼지피부에 도포 후 건조시킨 후 물을 떨어뜨려 접촉각을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다. 초기 접촉각은 비교예 3 > 비교예 1 > 비교예 2 > 실시예 1 순으로 나타났으며, 접촉각이 작을수록 친수성 성질을 가지는 것을 의미한다.
아울러, 시간에 따른 접촉각의 변화를 도 3에 나타내었다. 실시예 1의 경우 접촉각이 급격히 감소하는데 이는 수분산 셀룰로오스 나노섬유가 물을 빠르게 끌어당기는 것을 의미하며, 이로써 수분산 셀룰로오스 나노섬유의 수분유지력 증가를 통한 우수한 보습능력을 확인할 수 있었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1
접촉각 70.8 64.1 76.5 19.6
실험예 3: 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 피부 마찰력 확인
0.015 건조중량% 수분산 셀룰로오스 분산체를 피부에 도포한 후 30분 후 fractionmeter를 이용해 피부마찰력을 측정하였다. 그 결과, 도포 전에 비해 피부마찰력이 10% 감소한 것을 확인하였고(도 4), 피부에 잔류해있는 셀룰로오스 나노섬유 분산체가 피부를 부드럽게 해준다는 것을 증명하였다.
실험예 4: 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 함유 제형의 점증력 확인
표 2에 나타나는 배합으로 에센스 제형을 제조해 평가했다(단위: 중량%). 제조 후 얻어진 피부 화장료의 점도를 측정한 결과, 실시예 1의 비율이 증가할수록 점도가 증가하는 현상이 나타났다(도 5). 이는 나노섬유의 구조를 유지하면서도 기존 셀룰로오스가 갖고 있는 점증력을 함께 보임을 확인한 것이다.
원료 비교예 4 실시예 2 실시예 3
1 디메티콘 1.00 1.00 1.00
2 펜타에리스리틸테트라에칠헥사노에이트 3.00 3.00 3.00
3 하이드로제네이티드폴리데센 1.00 1.00 1.00
4 디프로필렌글라이콜 7.00 7.00 7.00
5 글리세린 7.00 7.00 7.00
6 메칠글루코오스세스퀴스테아레이트 0.40 0.40 0.40
7 사이클로펜타실록산 3.00 3.00 3.00
8 정제수 Up to 100 Up to 100 Up to 100
9 실시예 1 - 0.015 0.03
10 잔탄검 4.00 4.00 4.00
11 카보머 12.00 12.00 12.00
12 방부제 1.50 1.50 1.50
13 소르비톨 1.50 1.50 1.50
14 킬레이팅제 0.40 0.40 0.40
15 항염제 2.00 2.00 2.00
16 pH 조절제 2.00 2.00 2.00
실험예 5: 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 함유 제형의 수분 유지력 확인
수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체 제형의 수분 유지력을 확인하기 위해 셀룰로오스 나노섬유 분산액의 유/무에 따른 에센스 제형(비교예 4, 실시예 2)을 제조한 후(중량%는 표 2와 같음), 돼지피부에 도포하여 건조 후 물을 떨어뜨려 접촉각을 측정하였다. 그 결과, 시간이 지남에 따라 실시예 1이 함유된 제형에서의 접촉각 감소폭이 큰 것을 확인하였다(도 6). 이는 셀룰로오스 나노섬유가 제형 내에 포함되어 있다고 해도 물을 끌어당겨 흡수하는 특성을 유지하고 있기 때문으로 분석된다.
실험예 6: 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 탄력 증가 효능 평가
상기 합성된 실시예 1의 효능을 확인하기 위해 탄력 측정 실험을 진행하였다. Well Plate에 일정 농도의 젤라틴을 녹인 후 굳혀 젤을 만들고, 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 도포한 후 만능물성분석기(Texture Analyser)를 이용해 탄력을 측정하였다. 만능물성분석기에 젤라틴 젤의 면적보다 작은 크기의 시편을 장착하고, 일정 속도로 내려 젤라틴 젤을 눌러 그 압력을 측정하는 방법을 사용했다. 탄력이 증가할 경우, 표면의 구조가 치밀해진 것이므로 일정한 힘으로 눌렀을 때 저항하는 힘이 강해지는 원리를 이용하였다. 다음의 In-vitro 탄력 평가 방법을 통해 비교예 1 및 0.03 건조중량%의 실시예 1을 측정했을 때, 실시예 1을 처리한 경우가 비교예 1을 처리한 경우에 비해 약 20% 탄력 증가함을 확인하였다.
이는 도포된 셀룰로오스 나노섬유가 막을 형성해주면서 탄력 효과를 증가시키는 것으로 파악되었다.
또한, 일반인 10명을 대상으로 하여 탄력 개선도를 확인한 결과, 유의미한 증가가 있음을 확인하였다.

Claims (11)

  1. 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스계 원료는 박테리아 유래 셀룰로오스 나노섬유인 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 직경은 수평균 30-60nm인 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체.
  4. 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 제조방법:
    증류수에 N-옥실 화합물을 용해하는 단계: 및
    용해물에 셀룰로오스계 원료 및 산화제를 첨가하고 교반하는 단계: 및
    세척 과정을 통해 반응물을 제거하는 단계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 N-옥실 화합물은 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-옥시 라디칼(TEMPO), 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘-옥시 라디칼(4-하이드록시 TEMPO) 및 아자아다만탄형 니트록시 라디칼로 이루어진 군에서 선택된 1이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 산화제는 할로겐, 차아할로겐산, 아할로겐산, 과할로겐산 또는 그 염들, 할로겐산화물 및 과산화물로 이루어진 군에서 선택된 1이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 산화제는 염소, 차아염소산, 아염소산, 과염소산 또는 그 염들, 염소산화물 및 과염소산화물로 이루어진 군에서 선택된 1이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 포함하는 화장료 조성물.
  9. 셀룰로오스계 원료의 알코올기를 카복실기로 치환시킨 셀룰로오스 나노섬유 분산체로서, 수용액에 분산되는 것을 특징으로 하는 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체를 포함하는 의약외품용 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 화장료 조성물의 총 중량 대비 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 함량은 0.0001 ~ 10 건조중량%인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 상기 의약외품 조성물의 총 중량 대비 수분산 셀룰로오스 나노섬유 분산체의 함량은 0.0001 ~ 10 건조중량%인 것을 특징으로 하는 의약외품 조성물.

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