KR20230046203A - 비타민 c의 공융 혼합물을 포함하는 화장료 조성물 - Google Patents

비타민 c의 공융 혼합물을 포함하는 화장료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비타민 C 및 베타인을 함유하는 공융 혼합물(eutectic mixture)을 포함하는 화장료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로,
비타민 C를 공융 혼합물의 형태로 포함하여, 다양한 종류의 용매에 대하여 높은 용해도를 나타내고 산화 안정성이 우수하며, 피부 투과도가 높은 화장료 조성물을 제공할 수 있다.

Description

비타민 C의 공융 혼합물을 포함하는 화장료 조성물{Cosmetic Composition comprising Eutectic mixture of Vitamin C}
본 발명은 비타민C의 공융 혼합물을 포함하는 화장료 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
사람의 피부색을 결정하는 멜라닌은 피부 기저층에 존재하는 멜라닌 형성 세포(Melanocyte)에서 만들어져서 주변의 각질 세포로 전달되며 피부색을 나타낸다. 특히 멜라닌이 과잉 생산될 경우 색소침착이 일어나 기미와 잡티를 형성하는 것으로 알려져 있다. 대표적인 피부 미백 성분으로 알려진 비타민 C는 멜라닌 생성을 억제하여 색소침착을 감소시킬 뿐만 아니라 외부 환경에 의해 유발되는 활성산소(reactive oxygen species)를 환원시켜 노화를 억제하고, 콜라겐 합성을 도와 주름 개선 및 탄력 향상에도 도움을 줄 수 있다.
이러한 비타민 C는 물에서 비교적 다량으로 용해될 수 있지만, 빠른 산화작용으로 분해되기 쉬웠고, 비수계 용매에서는 산화 안정성을 향상시킬 수 있지만 용해도가 극히 낮다는 문제점이 있다. 또한, 비타민 C는 친수성으로 피부의 최외각 장벽인 각질층 투과가 어렵기 때문에 충분한 생체 활성을 유도하기 위해서는 다량의 비타민 C가 요구되었다. 이 때문에 의약 및 화장품 분야에서는 주로 수계 기반의 비타민 C 제제를 매우 짧은 유통기한으로 제공하고 있으며, 산화 분해를 지연시키기 위해 저온 보관하는 경우, 비타민 C의 석출로 품질 문제가 야기될 수 있고 사용자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
따라서, 비타민 C의 용해도와 불안정성을 개선하기 위한 많은 노력과 연구가 있어 왔다. 구체적인 예로서, 특허문헌 1과 2에서는 탄소원자 3개를 지닌 글리콜(glycol)류 용매와 석출 방지제를 도입하여 제제 중 물의 양을 줄임으로써 비타민 C의 산화를 지연시키고 저온에서의 석출 방지를 도모하였다. 아울러, 특허문헌 3에서는 비타민 C의 파우더를 실리콘계 오일에 분산시켜 안정성을 향상시키는 방법이 검토되었다. 이들 특허에서는 비타민 C의 안정성은 일부 항상되었지만 용매 선택성이 제한적이고, 피부 흡수도도 개선되지 않았으며, 일정 이상의 고함량에서는 석출이 나타나는 문제가 있었다. 또한, 실리콘계 오일에 분산된 비타민 C는 용액 상태가 아닌 미세 입자 형태로 분산되어 있다고 볼 수 있으며, 이 형태로는 경피 전달이 어렵고 자극을 유발할 수 있다.
JP WO2019-131892 A1 JP WO2019-189742 A1 US 10912729 B2
본 발명자들은 비타민 C와 베타인을 공융 혼합물의 형태로 제조시, 다양한 수계 및 비수계 용매에 대한 용해도가 현저하게 증가하고 저온에서도 석출되지 않고 안정적으로 유지되며, 비타민 C의 피부 투과율이 향상됨을 확인하여, 본 발명을 완성하게 되었다.
이에, 본 발명의 목적은 비타민 C 및 베타인을 공융 혼합물의 형태로 화장료 조성물 내에 포함하여 다양한 용매 조건에서 높은 용해도를 나타내고, 산화 안정성이 우수하며 피부 투과도가 우수한 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
본 발명은 비타민 C 및 베타인을 함유하는 공융 혼합물(eutectic mixture)을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 비타민 C 및 베타인을 혼합하여 공융 혼합물(eutectic mixture)을 제조하는 단계; 및 상기 공융 혼합물을 첨가하여 화장료 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 화장료 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 비타민 C 및 베타인을 공융 혼합물의 형태로 포함함으로써, 다양한 수계 및 비수계 용매에 대한 용해도를 현저히 향상시키고 산화 안정성이 우수하면서도 비타민 C를 다량으로 함유한 화장료 조성물을 제공할 수 있다. 또한 저온에서도 비타민 C의 석출 없이 안정적이며, 높은 피부 투과율을 나타낼 수 있고, 나아가서는 피부 미백, 피부톤 균일도, 주름 및 탄력이 개선된 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 실험예 1에 따라 아스코빅애씨드:베타인의 여러가지 몰비에서의 아스코빅애씨드, 및 베타인으로 구성된 공융 혼합물의 형성 여부를 확인한 결과이다.
도 2는 실험예 2에 따라 비타민 C, 비타민 C와 베타인의 단순 혼합물, 비타민 C와 베타인의 공융혼합물이 비수계 용매를 다량으로 포함하는 조성에서 석출되지 않고 안정한지를 비교한 결과이다.
도 3은 실험예 5에 따라 비타민 C(ascorbic acid), 베타인(betaine), 비타민C와 베타인의 단순 혼합물 및 비타민C와 베타인의 공융혼합물의 적외선 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4의 A는 실험예 5에 따라 비타민C의 1H NMR 분석 결과를 나타낸 것이고, 도 4의 B는 베타인의 1H NMR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 5에 따라 비타민 C와 베타인으로 형성된 공융 혼합물의 1H NMR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 실험예 6에 따라 비타민 C의 공융 혼합물의 피부 밝기 및 피부 균일도 개선율 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 실험예 6에 따라 비타민 C의 공융 혼합물의 주름 및 탄력 개선율 그래프를 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해서 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은, 비타민 C 및 베타인을 함유하는 공융 혼합물(eutectic mixture)을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명과 같이 비타민 C와 베타인이 공융 혼합물을 이룰 때 수소결합에 의해 각각의 녹는점 대비 훨씬 더 낮아진 융점을 가질 수 있다. 본 발명자들은 이러한 공융 혼합물이 수계 용매뿐만 아니라 다양한 비수계 용매 혹은 수계/비수계 혼합 용매에서 현저히 높은 용해도를 가지고, 다양한 환경에서도 안정적인 조성물의 형태를 유지할 수 있으며, 피부 침투성이 좋아 다량의 비타민C가 피부를 투과할 수 있도록 이용될 수 있음을 확인하였다.
본 발명에 있어서, “비타민 C(vitamin C)”는 , L-아스코빅애씨드(l-ascorbic acid), 또는 아스코빅애씨드(ascorbic acid)라고도 불리우며, 아래와 같은 화학구조를 가진다.
[화학식 1]
Figure pat00001
본 발명에 있어서, 비타민 C와 공융혼합물을 형성하는 “베타인(betaine, trimethylglycine)”은 사탕무에서 추출한 아미노산 유도체로 보습, 진정 및 소염 효과가 있으며, 아래와 같은 화학구조를 가진다.
[화학식 2]
Figure pat00002
본 발명에 있어서 공융 혼합물은 비타민 C 및 베타인으로부터 제조될 수 있으며, 바람직하게는 비타민 C, 베타인 및 정제수로부터 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 공융 혼합물을 형성하는 비타민 C 및 베타인의 몰비는 1:0.1 내지 1:10일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 비타민 C 및 베타인의 몰비는 1:0.1 내지 1:9, 1:0.1 내지 1:8, 1:0.1 내지 1:7, 1:0.1 내지 1:6, 1:0.2 내지 1:10, 1:0.2 내지 1:9, 1:0.2 내지 1:8, 1:0.2 내지 1:7, 1:0.2 내지 1:6, 1:0.25 내지 1:10, 1:0.25 내지 1:9, 1:0.25 내지 1:8, 1:0.25 내지 1:7, 1:0.25 내지 1:6, 1:0.3 내지 1:10, 1:0.3 내지 1:9, 1:0.3 내지 1:8, 1:0.3 내지 1:7, 또는 1:0.3 내지 1:6 일 수 있으며, 바람직하게 비타민 C 및 베타인의 몰비는 1:0.3 내지 1:6일 수 있다. 비타민 C 및 베타인의 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우, 공융 혼합물을 제조하기 용이하지 않을 수 있다.
본 발명에 있어서, 비타민 C 와 베타인의 공융 혼합물을 제조할 때, 해당 성분들의 작용기의 종류나 개수, 해당 성분들의 전하 등을 고려하여, 용해도 및 안정성이 우수한 공융 혼합물을 제조하기 가장 적합한 비율을 도출할 수 있다.
본 발명에서, 공융 혼합물 내 비타민 C의 함량은 공융 혼합물 전체 100 중량부를 기준으로, 6 중량부 이상, 10 중량부 이상, 11 중량부 이상, 13 중량부 이상, 18 중량부 이상, 19 중량부 이상, 또는 23중량부 이상일 수 있고, 94 중량부 이하, 86 중량부 이하, 81 중량부 이하, 79 중량부 이하, 76 중량부 이하, 74 중량부 이하, 70 중량부 이하, 68 중량부 이하, 64 중량부 이하, 47 중량부 이하, 43 중량부 이하, 또는 40중량부 이하일 수 있다.
보다 구체적으로, 13 내지 94 중량부, 13 내지 86 중량부, 13 내지 79중량부, 23 내지 94 중량부, 23 내지 86 중량부, 23 내지 79중량부, 11 내지 81 중량부, 11 내지 74 중량부, 11 내지 68 중량부, 19 내지 81 중량부, 19 내지 74 중량부, 19 내지 68 중량부, 10 내지 76 중량부, 10 내지 70 중량부, 10 내지 64 중량부, 18 내지 76 중량부, 18 내지 70 중량부, 18 내지 64 중량부, 6 내지 47 중량부, 6 내지 43 중량부, 6 내지 40 중량부, 11 내지 47 중량부, 11 내지 43 중량부 또는 11 내지 40 중량부 일 수 있다.
본 발명에서, 공융 혼합물 내 베타인의 함량은 공융 혼합물 전체 100 중량부를 기준으로, 3 중량부 이상, 5 중량부 이상, 6 중량부 이상, 7 중량부 이상, 10 중량부 이상, 11 중량부 이상, 12 중량부 이상, 14 중량부 이상 , 17 중량부 이상, 18 중량부 이상, 또는 21 중량부 이상일 수 있고, 87 중량부 이하, 77 중량부 이하, 75 중량부 이하, 71 중량부 이하, 67 중량부 이하, 63 중량부 이하, 44 중량부 이하, 또는 39 중량부 이하일 수 있다.
보다 구체적으로, 6 내지 77 중량부, 6 내지 87 중량부, 14 내지 77 중량부, 14 내지 87 중량부, 21 내지 77 중량부, 21 내지 87 중량부, 5 내지 67 중량부, 5 내지 75 중량부, 12 내지 67 중량부, 12 내지 75 중량부, 18 내지 67 중량부, 18 내지 75 중량부, 5 내지 63 중량부, 5 내지 71 중량부, 11 내지 63 중량부, 11 내지 71 중량부, 17 내지 63 중량부, 17 내지 71 중량부, 3 내지 44 중량부, 3 내지 39 중량부, 7 내지 44 중량부, 7 내지 39 중량부, 10 내지 44 중량부, 또는 10 내지 39 중량부 일 수 있다.
본 발명에 따른 공융 혼합물은 정제수를 추가적으로 포함할 수 있다. 정제수에 의해 비타민 C 및 베타인의 공융 혼합물의 융점을 감소시킬 수 있으며, 조성물 내 비타민 C를 안정하게 유지시킬 수 있고, 다양한 환경 변화에서도 비타민 C의 석출 없이 균일하고 안정하게 성상을 유지할 수 있다.
본 발명에서, 공융 혼합물 내 정제수의 함량은 공융 혼합물 전체 100 중량부를 기준으로, 0.00001 중량부 내지 50 중량부, 0.00001 내지 40 중량부, 0.01 내지 30 중량부, 또는 1 내지 20 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 정제수의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 공융 혼합물 내 비타민 C의 산화 안정성이 떨어질 수 있다.
본 발명에 따른 공융 혼합물이 함유된 화장료 조성물은 피부에 도포시 피부 자극과 같은 불쾌감을 개선시키기 위해 pH 3.0 내지 7.0 의 값을 갖도록 조절할 수 있다.
pH 를 이와 같은 범위로 조절하기 위하여, 화장료 조성물은 포타슘 하이드록사이드나 트로메타민 등의 pH 조절제를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 공융 혼합물은 고함량으로 화장료 조성물에 첨가될 수 있으며, 상온 및 냉장 보관시에도 안정적으로 용해되어 비타민 C의 효능을 유지시킬 수 있으므로, 제품의 품질 유지가 가능하였다.
본 발명의 비타민 C의 공융 혼합물을 포함하는 화장료 조성물에서 비타민 C는 화장료 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 0.00001중량부 이상, 0.01중량부 이상, 1중량부 이상, 5중량부 이상, 8중량부 이상, 10중량부 이상, 12중량부 이상, 15중량부 이상, 18중량부 이상, 20중량부 이상으로 포함될 수 있고, 65중량부 이하, 60중량부이하, 55중량부 이하, 52중량부 이하, 50중량부 이하, 48중량부 이하, 45중량부 이하, 40중량부 이하, 35중량부 이하, 33중량부 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 비타민 C는 화장료 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 0.00001 내지 65중량부, 1 내지 60중량부, 5 내지 55중량부, 5 내지 50중량부, 10 내지 45중량부, 10 내지 40중량부, 15 내지 40중량부, 20 내지 40중량부, 20 내지 35중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 상기 공융 혼합물을 화장료 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 0.00001 내지 80 중량부, 예컨대 0.001 내지 75 중량부, 0.1 내지 70중량부, 또는 0.5 내지 60 중량부, 또는 0.1 내지 50 중량부로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 공융 혼합물의 함량은 화장료 조성물의 제형에 따라 적합하게 조절될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 공융 혼합물 외에 용매를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 용매는 수계 용매, 비수계 용매, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 “비수계 용매”는 물 외의 용매를 포함하는 용매를 의미할 수 있다. 물 외의 용매로는 다가 알코올, 특히, 에틸렌글라이콜(ethylene glycol), 1,2-프로판다이올(프로필렌글라이콜, propylene glycol), 1,3-프로판다이올(1,3-propanediol), 1,3-부틸렌글라이콜(1,3-butylene glycol), 펜틸렌글라이콜(pentylene glycol), 헥실렌글라이콜(hexylene glycol), 글리세린(glycerin), 다이글리세린(diglycerin), 다이프로필렌글라이콜(dipropylene glycol) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 보다 구체적으로, 프로판다이올, 부틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜, 글리세린 및 이들 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서, 용매는 종류에 상관없이, 전체 조성물 중량 대비 최대 90중량%까지 포함될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 용매는 전체 조성물 중량 대비 10 중량% 이상, 15중량% 이상, 25중량% 이상, 30중량% 이상, 35 중량% 이상, 또는 40중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 90중량% 이하, 80중량% 이하, 70중량% 이하, 65중량% 이하, 60 중량% 이하, 또는 55중량% 이하로 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 용매는 전체 조성물 중량 대비 30 내지 70중량%, 35 내지 70중량%, 35 내지 65중량%, 40 내지 65중량%, 35 내지 60중량%, 40 내지 60중량%, 35 내지 55중량%, 또는 40 내지 55중량%로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 화장료 조성물이 비수계 용매를 포함하는 경우, 비수계 용매 내에 포함된 물 외의 용매는 전체 조성물 중량 대비 10중량% 이상, 15 중량% 이상, 25 중량 % 이상, 30 중량 % 이상, 또는 40중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 80중량% 이하, 70중량% 이하, 또는 60중량% 이하로 포함될 수 있다.
본 발명에서, 조성물 내 용매로 물을 사용하는 경우, 물은 전체 조성물 중량 대비 1중량% 이상, 10중량% 이상, 15중량%이상, 20중량% 이상, 또는 25중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 80중량% 이하, 70중량% 이하, 60중량% 이하 또는 55중량% 이하로 포함될 수 있다.
비타민 C는 물에 비교적 다량으로 용해될 수 있으나 빠른 산화작용으로 분해되기 쉽다는 문제가 있었고, 이에 산화 안정성을 향상시키기 위해 비수계 용매를 사용하거나 또는 비타민 C를 저온 보관하였으나, 비수계 용매를 사용시 용해도가 감소하고 , 저온 보관시 비타민 C의 석출이 발생할 우려가 있었다. 이에 따라 본 발명과 같이 비타민 C를 베타인과 함께 공융 혼합물의 형태로 포함하는 경우, 산화 안정성을 향상시키고, 상온 및 저온에서의 석출을 방지할 수 있으며, 나아가서는 피부 각질층의 투과가 어려운 비타민 C의 피부 투과도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 “산화 안정성”은 i) 비타민 C가 빛, 열, 물 또는 조성 내의 다른 성분에 의한 분해를 방지하는 것으로, 구체적으로는 물 또는 열에 의한 분해를 방지하는 것을 의미한다. 특히, 본 발명에서, 산화적으로 안정한 경우는 30 내지 60℃에서 4주동안 보관했을 때 비타민 C의 농도가 초기 농도 대비하여 예컨대 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 87% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 또는 90% 이상 유지되는 것을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 산화적으로 안정한 경우는 40 내지 50 ℃에서 4주동안 보관했을 때 초기 농도 대비하여 85% 이상, 86% 이상, 87% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상 유지되는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에서 “저온 석출”은 용해되어 있던 성분이 저온에서 1주간 보관시 석출되는 것을 의미할 수 있고, 여기서, 저온은 10 ℃이하, 8 ℃이하, 6 ℃이하, 4 ℃이하, 2 ℃이하, 0 ℃이하 일 수 있으며, 구체적으로 5 ℃이하, 4 ℃이하, 3 ℃이하 일 수 있다.
본 발명은, 또한 상기 공융 혼합물을 포함하는 피부 미백, 피부톤 개선 또는 색소 침착 개선용 화장료 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 공융 혼합물을 포함하는 피부 주름 또는 탄력 개선용 화장료 조성물을 제공할 수 있다.
여기서, “피부 미백”, “피부톤 개선” 및 “색소 침착 개선”은 모두 멜라닌 색소의 침착을 방지, 기미나 주근깨 등의 생성을 억제, 또는 피부톤을 밝아지게 하는 등의 모든 작용을 의미한다.
또한, “피부 주름 개선”은 피부에 주름이 생성되는 것을 억제하거나 생성된 주름을 완화시키는 것을 의미하고, “피부 탄력 개선”은 피부가 쳐지거나 늘어지는 정도를 완화시켜주는 것을 의미한다.
본 발명과 같이 비타민 C를 공융 혼합물의 형태로 포함하는 경우, 비타민 C의 산화 안정성 및 피부 투과도 외에도, 피부 미백, 피부 주름 또는 탄력 개선과 같이 화장학적으로 유효한 효과를 개선할 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 통상의 화장품에 사용가능한 모든 종류의 성분, 예컨대 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥산다이올, 메칠글루세스-20, 다이글리세린, 에틸헥실글리세린과 같은 보습제; 에칠헥실메톡시신나메이트, 에칠헥실살리실레이트, 에칠헥실트리아존, 옥토크릴렌, 비스-에칠헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진과 같은 자외선 차단제; 트리에탄올아민과 같은 pH 조절제; 카보머, 잔탄검, 아크릴레이트/C10-30알킬아크릴레이트크로스폴리머, 하이알루론산과 같은 점증제; 페녹시에탄올, 메틸파라벤, 프로필 파라벤과 같은 방부제; 비에이치티, 에칠아스코빌에텔, 아스코빅애씨드와 같은 산화방지제; 베타글루칸과 같은 피부 컨디셔닝제; 세테아릴 글루코사이드, 솔비탄 스테아레이트와 같은 계면활성제; 향료 또는 색소를 추가로 포함할 수 있으며 그 성분에 제한이 있는 것은 아니다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 화장료 조성물은 유연 화장수 또는 영양 화장수 등과 같은 화장수, 스프레이 타입의 화장수, 훼이셜 로션, 바디 로션 등과 같은 유액, 영양 크림, 수분 크림, 아이 크림 등과 같은 크림, 스틱, 에센스, 화장연고, 스프레이, 젤, 팩, 선스크린, 메이크업 베이스, 액체 타입 또는 스프레이 타입 등의 파운데이션, 파우더, 클렌징 로션, 클렌징 오일과 같은 메이크업 제거제, 클렌징 폼, 비누, 바디 워쉬 등과 같은 세정제 등의 제형을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한 구체예에서, 상기 화장료 조성물의 제형은 밤(balm), 유중수형(W/O), 수중유형(O/W), 가용화 제형 또는 오일 제형일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 화장료 조성물의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 비타민 C 및 베타인을 혼합하여 공융 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 공융 혼합물을 포함하는 화장료 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 공융 혼합물을 제조하는 단계는 정제수를 추가로 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 비타민 C, 베타인 및 정제수, 공융 혼합물 및 화장료 조성물은 앞서 기술한 내용을 그대로 적용할 수 있다.
또한, 상기 공융 혼합물을 제조하는 단계는 비타민 C 및 베타인을 혼합하는 단계; 및 혼합물을 100 내지 5000 rpm 및 45 내지 95℃의 온도 조건에서 교반하는 단계; 를 포함할 수 있다.
여기서 상기 교반하는 단계는 공융 혼합물을 이루는 성분들이 균질해질 때까지 교반하는 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 공융 혼합물의 균질함을 확인한 후 0.5 내지 2분간 더 교반하는 것일 수 있다.
또한, 공융 혼합물의 균질함을 확인하기 위한 방법으로는,
i) 각 성분의 용해도 이상으로 용해된 과용융 용액인 공융 혼합물을 검정색 배경 앞에 두고 빛을 조사하여 확인했을 때, 침전물 없이 투명한 혼합물이 형성되었는지 확인하는 방법, 및
ii) 공융 혼합물을 형성시 각 성분의 융점보다 낮은 온도에서 단일 융점을 형성하므로, DSC(Differential scanning calorimetry) 기기를 이용하여 융점을 확인하는 방법을 이용할 수 있다.
상기 화장료 조성물을 제조하는 단계는 화장료 제형을 제조하기 위한 성분과 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 성분은 화장료 제형에 통상 첨가되는 성분이라면 제한되지 않는다.
이하, 본 발명을 하기 실험예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 이들 실험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 목적일 뿐이므로, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예
실험예 1. 비타민 C를 포함하는 공융 혼합물의 상온 및 저온 안정성 확인
공융 혼합물을 구성하는 성분으로 아스코빅애씨드와 베타인을 표 1 및 2의 몰 비율에 따라 준비하였고, 정제수는 공융 혼합물 총 중량 대비 정제수의 함량이 14 wt%가 되도록 첨가하였다. 표 1 및 2에 따른 성분들을 80 ℃에서 500rpm으로 5분간 교반하여 액체 상태의 공융 혼합물 형성이 확인되면 가온을 멈추고 자연 냉각하였다.
공융 혼합물의 안정성을 평가하기 위해, 제조된 공융 혼합물을 상온 및 저온(4 ℃)에서 각각 1주 동안 보관하여 석출이 발생하지 않고 안정적으로 공융 혼합물의 형태가 유지되는지 확인하였다. 아스코빅애씨드와 베타인의 몰비율과 이들의 안정성을 비교한 결과는 하기 표 1 및 표 2와 도 1에 나타내었다.
[공융 혼합물 안정성 평가 기준]
X: 석출 없음
O: 석출 발생
제조예1 제조예2 제조예3 제조예4 제조예5 제조예6
아스코빅애씨드:베타인의 몰비 2.5:1 2:1 1:1 1:2 1:4 1:5
아스코빅애씨드 64.0 60.8 51.6 36.9 23.5 19.9
베타인 17.0 20.2 34.4 49.1 62.5 66.1
포타슘 하이드록사이드 5.0 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0
정제수 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0
Total 100 100 100 100 100 100
상온 석출 X X X X X X
제조예2 제조예3 제조예4 제조예5
아스코빅애씨드:베타인의 몰비 2:1 1:1 1:2 1:4
아스코빅애씨드 60.8 51.6 36.9 23.5
베타인 20.2 34.4 49.1 62.5
포타슘 하이드록사이드 5.0 0.0 0.0 0.0
정제수 14.0 14.0 14.0 14.0
Total 100 100 100 100
저온(4℃) 석출 X X X X
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 아스코빅애씨드와 베타인의 공융 혼합물은 상온에서 1주 동안 보관하여도 석출 없이 안정적이었으며, 4도에서 1주간 보관하여도 석출되지 않아 저온에서도 안정적인 것을 확인할 수 있다.
실험예 2. 비타민 C의 공융 혼합물을 포함하는 조성물의 안정성 평가
하기 표 3과 같은 조성 및 함량으로 실시예 및 비교예 조성물을 제조하였다.
먼저, 실시예 조성물은 상기 실험예 1에 따라 제조예 2의 공융 혼합물을 형성한 다음, 표 3의 나머지 성분들을 모두 투입하여 추가로 5분간 교반한 후 자연 냉각하여 제조하였다. 비교예 조성물은 하기 표 3의 성분들을 모두 투입하여 5분간 교반한 다음 자연 냉각하여 제조하였다.
조성물의 안정성은 상기 실험예 1과 동일한 방식으로 평가하였다. 구체적으로, 제조된 실시예 및 비교예 조성물을 4℃에서 1주동안 보관시, 석출이 발생하는 지를 확인하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
제조예2의 공융혼합물 49.3 49.3 49.3 49.3 - -
아스코빅애씨드 - - - - 30.0 30.0
베타인 - - - - - 10.0
프로판다이올 30.35 - - - - -
부틸렌글라이콜 0.50 30.85 0.50 0.50 0.50 0.50
다이프로필렌글라이콜 - - 30.35 - - -
글리세린 - - - 30.35 30.35 30.35
정제수 17.2 17.2 17.2 17.2 34.0 24.0
에탄올 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65 2.65
포타슘하이드록사이드 - - - - 2.5 2.5
Total 100 100 100 100 100 100
저온(4℃ 석출 X X X X O O
표 3에 나타낸 바와 같이, 아스코빅애씨드만 포함하는 비교예 1이나 아스코빅애씨드 및 베타인을 공융 혼합물 형태가 아닌 단순히 혼합시킨 비교예 2는 모두 저온에서 석출되어 비타민 C가 안정적으로 용해되지 않았다.
하지만, 비타민 C와 베타인을 공융 혼합물 형태로 포함하는 실시예 1 내지 4모두 저온에서 석출 없이 안정적으로 용해된 것을 확인할 수 있다.
특히, 종래에는 용매로 폴리올을 다량 포함하는 조성물에서 비타민 C는 낮은 용해도를 가져 저온에서 보관시 석출되는 문제가 있었으나, 비타민 C를 공융 혼합물의 형태로 포함하는 경우, 실시예 1 내지 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 폴리올(프로판다이올, 부틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜, 또는 글리세린)을 포함하는 조성물에서도 저온에서 석출되지 않고 안정적으로 용해되었다.
실험예 3. 피부 투과 효과 확인
공융 혼합물의 피부 투과 향상 효과를 확인하기 위해, 비타민 C를 공융 혼합물 형태로 포함하는 실시예 조성물과 단순 혼합물의 형태로 포함하는 비교예 조성물을 제조하였다.
여기서, 단순 혼합물과 공융 혼합물 내의 비타민 C의 함량을 동일하게 설정하기 위하여, 공융 혼합물 내의 비타민 C의 농도를 계산하여 적절한 함량의 공융 혼합물을 첨가하였다. 공융 혼합물로는 실험예 1에서 제조한 제조예 3 의 공융 혼합물을 사용하였으며, 이를 하기 표 4의 조성에 따른 성분들과 혼합하고 상온(25도)에서 500rpm 으로 5분간 교반하여 제조하였다.
제조된 실시예 조성물 및 비교예 조성물에 대해 하기와 같은 방법으로 피부 투과도를 확인하였다.
<피부 투과도 측정>
Receptor가 2.5 mL의 phosphate-buffered saline (PBS, pH 7.4, Gibco)로 채워진 프란츠 셀에 각질, 표피 및 일부의 진피로 구성된 돼지피부(면적: 2.5 cm × 2.5 cm, 두께: 1 mm, APURES Co., Ltd.)를 장착했다. 조성물을 각각 100 μL씩 준비하여, 균일한 면적의 돼지피부에 도포한 뒤 37 ℃의 온도와 50% 습도 조건에서 8시간 동안 방치하였다. 이후 흡수되지 않은 용액을 제거하고 피부 및 receptor로의 비타민 C 투과량을 분석하였다. 먼저 각질층에 흡수된 비타민 C의 양을 정량하기 위해 각질 채취용 스트리핑 테이프(D-squame, CuDerm)를 돼지피부 표면에 붙이고 D-squame pressure applicator (CuDerm)으로 10초간 누른 뒤 떼내어 1.5 mL 튜브에 담았고, 이 과정을 같은 피부 부위에 2회 더 반복 수행하였다. 각 튜브에 1 mL의 PBS 용액을 넣어 채취된 각질에 흡수된 비타민 C를 용출하였다. 남은 돼지피부(표피 및 진피 일부)는 잘개 쪼개어 PBS 용액(1 mL)에 넣은 뒤 조직파쇄기로 균질화하여 피부 내 흡수된 비타민 C를 용출하였다. 각질, 표피, 진피 및 Receptor로 투과한 비타민 C의 양을 측정하기 위해 Megazyme사의 Ascorbic Acid Assay Kit (K-ASCO)를 이용하였다. 이는 l-ascorbic acid가 MTT(3-(4,5-dimethylthiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)를 환원시켜 MTT-formazan이 형성되면서 578 nm 파장에서의 흡광도가 l-ascorbic acid의 양에 정량적으로 비례하여 증가하는 원리를 이용한다. 따라서 비타민 C의 피부 투과량은 각질, 표피, 진피 및 receptor에서 측정된 비타민 C양을 모두 합하여 계산되었다.
실시예5 실시예6 실시예7 비교예3 비교예4
제조예3의 공융혼합물 48.4 48.4 48.4 - -
아스코빅애씨드 - - - 25 25
정제수 51.6 1.3 1.3 75 -
프로판다이올 - 50.3 - - 75
글리세린 - - 50.3 - -
Total 100 100 100 100 100
투과량(μg) 1138 680 953 626 376
표 4 에 나타낸 바와 같이, 동일한 비타민 C 의 함량에서, 공융 혼합물 형태로 비타민 C를 포함하는 실시예 5 내지 7이 비타민 C를 단순 혼합시킨 비교예 3 및 4에 비해 비타민 C가 피부 내에 훨씬 더 많은 양으로 전달된 것을 확인할 수 있다.
한편, 상기 실시예 5 내지 7 및 비교예 3 및 4 의 조성물과 같은 방식으로, 하기 표 5의 조성에 따라 실시예 8 및 비교예 5 및 6의 조성물을 제조하였고, 이의 피부 투과도를 확인하였다.
여기서, 공융 혼합물로는 실험예 1에서 제조한 제조예 2의 공융 혼합물을 사용하였으며, 이를 글리세린에 첨가 및 상온 교반하여 실시예 8의 조성물을 제조하였다. 비교예 5 및 6의 조성물은 하기 표 5의 조성에 따른 성분들을 글리세린에 투입하여 상온(25도)에서 500rpm 으로 5분간 교반하여 제조하였다.
실시예8 비교예5 비교예6
제조예2의 공융혼합물 49.3 - -
아스코빅애씨드 - 30.0 30.0
베타인 - 10.0 -
정제수 0.1 6.9 6.9
글리세린 50.6 50.6 50.6
포타슘하이드록사이드 - 2.5 2.5
Total 100 100 90
투과량(μg) 351 163 103
표 5에 나타낸 바와 같이, 제조예 2의 공융 혼합물을 포함하는 실시예 8이 비타민 C를 단순 혼합시킨 비교예 5 및 6에 비해 비타민 C가 피부 내에 훨씬 더 많은 양으로 전달된 것을 확인할 수 있다.
이에, 비타민 C를 베타인과 단순히 함께 사용하기만 해서는(비교예 5) 공융 혼합물로 제조해서 포함하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 없고, 공융 혼합물의 형태로 포함함으로써 높은 피부 투과량을 나타냄을 알 수 있다.
실험예 4. 비타민 C 의 역가 유지 평가
하기 표 6의 조성으로 비타민 C의 공융 혼합물 또는 단순 비타민 C를 고농도로 포함하는 화장료 조성물을 제조하였다. 구체적으로, 실험예 1에서 제조한 제조예 3의 공융 혼합물을 하기 표 6의 조성에 따른 성분들과 혼합하여 실시예 9의 조성물을 제조하였다. 비교예 조성물의 경우 단순 비타민 C의 형태로, 물을 포함하지 않고 제조하여 비수계 조성물로 제조하였다. 제조된 실시예와 비교예 조성물에 대해 고온에서의 비타민 C의 안정성을 비교하였다.
물질 실시예 9 비교예 7
제조예 3의 공융혼합물 50.4 -
아스코빅애씨드 - 26
정제수 26.5 -
프로판다이올 5 72.7
글리세린 3 -
피이지-75 0.5 -
부틸렌글라이콜 4 -
다이프로필렌글라이콜 4 -
에탄올 4 -
덱스판테놀 1 -
트라이아이소스테아린 0.5 -
1,2-헥산다이올 1 -
소듐메타바이설파이트 0.1 -
포타슘하이드록사이드 - 1.3
Total 100 100
비타민 C를 공융 혼합물의 형태로 포함하는 화장료 조성물에서 비타민 C의 고온 안정성을 확인하기 위해, 상기 실시예 9 및 비교예 7의 조성물을 40 ℃와 50℃에서 4주간 보관한 뒤 비타민 C의 역가를 확인하였으며, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
보관 온도 실시예 9 비교예 7
40 ℃ 93.3% 87.1%
50 ℃ 90.1% 69.2%
상기 표 7에서 보는 바와 같이, 비타민 C를 공융 혼합물의 형태로 포함하는 실시예 9의 조성물은 비타민 C가 쉽게 산화되는 환경인 물을 다량 포함하는 조성에도 불구하고, 비수계 조성물인 비교예 7에 비해 비타민 C가 분해되지 않고 조성물 내에서 더 안정적으로 유지되었음을 확인할 수 있었다.
실험예 5. 비타민 C-베타인 공융 혼합물의 구조 확인
본 실험에서는 표 1의 제조예 2의 공융 혼합물에 대한 구체적인 구조를 확인하기 위하여, 적외선 스펙트럼 분석 및 NMR 분석을 실시하였다.
1) 적외선 스펙트럼 분석
아스코빅애씨드-베타인 공융 혼합물의 형성 및 상호작용은 적외선 분광법(infrared spectroscopy)을 측정하여 확인할 수 있다. 공융 혼합물의 형성은 수소결합에 의존한다고 알려져있으며, 적외선 분광법에서 결합 길이의 변화와 수소결합에 해당하는 진동으로 수소결합을 설명할 수 있다. 공융 혼합물과의 비교를 위해 공융 혼합물과 동일한 조성의 단순 혼합물(physical mixture) 또한 함께 측정하였다. 단순 혼합물은 표 1의 아스코빅애씨드-베타인 공융혼합물(몰비 2:1)과 동일한 조성의 물질들을 상온(25도)에서 500rpm으로 5분간 교반하여 충분히 균일하게 섞인 것을 확인하여 제조하였다. 또한 참조 데이터로 아스코빅애씨드와 베타인 수용액 각각의 적외선 스펙트럼을 측정하여 비교하였다. 먼저, 도 3의 A의 적외선 스펙트럼에서 아스코빅애씨드의 특징적인 C〓C 및 C〓O의 신축 진동에 해당하는 밴드가 각각 1679 cm-1와 1758 cm-1에서 확인되었다. 반면, 베타인의 적외선 스펙트럼에서는 1621 cm-1와 1399 cm-1에서 각각 카르복실레이트기(COO-)와 C-N의 신축 진동에 해당하는 특징적인 밴드가 관찰되었다. 도 3의 A와 B에서는 1000-2000 cm-1와 2000-4000 cm-1의 파수 영역에서 측정한 공융혼합물 및 단순 혼합물의 적외선 스펙트럼을 보여준다. 단순 혼합물과 공융혼합물의 스펙트럼은 아스코빅애씨드와 베타인이 겹쳐있는 형태이지만 단순 혼합물 대비 공융혼합물에서는 몇몇 진동 밴드들의 이동이 확인되었다. 도 3A에서 볼 수 있듯이, 베타인의 COO- 진동 밴드가 1623 cm-1(단순 혼합물)에서 1603 cm-1로 red shift하였다. 이러한 red shift 현상은 분자 내 결합 길이가 증가한 것으로, 아스코빅애씨드와 베타인 간의 물리적 결합이 형성되었음을 의미한다. 뿐만 아니라 도 3B에서 단순 혼합물에서 나타나는 아스코빅애씨드의 예리한(sharp) O-H 신축 진동 피크들(3212, 3311, 3406, 3523 cm-1)이 피크 폭이 매우 넓어진 하나의 밴드((3260-3356 cm-1)로 나타났다. 이러한 밴드의 넓어짐 또한 공융 혼합물이 형성될 때, 순수한 아스코빅애씨드와 베타인 사이에 많은 수소결합이 형성되었음을 보여준다.
2) NMR 분석
아스코빅애씨드와 베타인간의 상호작용을 추가로 검증하기 위해 아스코빅애씨드, 베타인 및 아스코빅애씨드-베타인 공융혼합물의 1H 핵자기 공명 분광분석(nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)을 수행하였다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 공융 혼합물을 형성했을 때에도 아스코빅애씨드 및 베타인에 해당하는 chemical shift들이 여전히 존재하며, 이는 공융 혼합물이 형성될 때 화학적 반응이 관여하지 않으며, 물리적인 상호작용만 적용됨을 시사한다. 따라서, 공융 혼합물을 구성하는 물질 사이에 형성된 수소결합에 의해 아스코빅애씨드와 베타인에 존재하는 proton들의 전자밀도가 변화하였으며, 그 결과 chemical shift의 이동이 나타났다.
특히 아스코빅애씨드의 락톤(lactone) 링 구조에서 4C에 연결된 proton peak(4.958-4.955 ppm)의 경우, upfield shift가 나타났으며, 도 5에 나타낸 바와 같이,
아스코빅애씨드의 비율이 증가함에 따라 더 큰 shift가 관찰되었다(아스코빅애씨드:베타인의 몰비는 각각 도 5의 (A)는 1:1, (B) 는 1.5:1, 및 (C)는 2:1이고, 아스코빅애씨드:베타인=1:1 몰비에서는 4.894-4.890 ppm, 1.5:1에서는 4.857-4.854 ppm, 2:1에서는 4.812-4.808 ppm으로 이동하였다). 이러한 upfield shift는 분자 간 상호작용에 의해 proton 주변의 전자 밀도가 증가했음을 나타내며, 아스코빅애씨드와 베타인 간의 수소결합 형성을 입증할 수 있다.
실험예 6: 피부 미백, 피부톤 균일도, 주름 및 탄력 개선 효과 평가
20~30대 여성 피험자 10명에게, 상기 실험예 1에서 제조한 제조예 2의 공융 혼합물을 포함하는 앰플(비타민C 23%)을 매일 저녁에 1회씩 얼굴 전면 피부에 4주 동안 도포하도록 한 후, 4주간 피부 밝기, 피부톤 균일도, 피부 주름 및 탄력 정도를 측정하여 피부 개선 효과를 확인하였다. 앰플의 조성 및 함량은 하기 표 8과 같다.
앰플 제형예
제조예2의 공융혼합물 37.80
정제수 18.40
프로판다이올 26.40
디프로필렌글라이콜 10.50
글리세린 3.00
덱스판테놀 1.50
다이소듐이디티에이 0.05
1,2-헥산다이올 1.50
소듐메타바이설파이트 0.20
잔탄검 0.15
포타슘하이드록사이드 0.50
Total 100.00
모든 측정은 항온 항습 환경에서 20분간 피험자의 피부 적응을 통해 동일한 피부 조건을 달성한 후 수행하였다.
피부 밝기는 Chroma meter CR-400 기기를 이용하여 안면의 동일 부위의 밝기인 L값을 앰플 사용 전(0주)과 앰플 사용 2주 및 4주 후에 각각 측정하였다.
피부톤 균일도 및 주름은 Antera 3D®CS (Miravex) 기기를 이용하였다. 피부톤 균일도는 동일한 볼 부위에서 피부의 균일도(uniformity) 값을 앰플 사용 2주 및 4주 후에 측정하였으며, 피부톤 균일도 개선율은 앰플의 사용 전 균일도 값을 기준으로 사용 후 균일도가 증가한 정도를 계산한 값이다.
주름 개선율은 팔자 주름 부위의 Antera 3D 측정치(indentation index)의 0주차 값 대비 2주 및 4주의 주름 indentation index의 감소도로 계산한 값이다. 피부 탄력은 Cutometer®MPA580(Courage and Khazaka Electronic GmbH) 기기를 이용하여 실험이 시작되기 전과, 앰플 사용 2주 및 4주 후의 동일한 볼 부위에서 피부의 탄력도(R5, net elasticity)를 측정하였다. 피부 탄력 개선율은 앰플의 사용 전 R5 값에 대한 앰플 사용 후 R5 값의 증가 정도를 계산한 값이다. 상기 측정 결과를 각각 도 6 및 7에 나타내었다.
도 6 및 7에 나타낸 바와 같이, 비타민 C의 공융 혼합물을 피부에 도포하는 경우, 피부 미백, 피부톤 균일도, 피부 주름 및 탄력에 있어 개선된 효과를 나타냄을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 비타민 C 및 베타인을 함유하는 공융 혼합물(eutectic mixture)을 포함하는 화장료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    비타민 C와 베타인은 공융 혼합물 내 1:0.1 내지 1:10의 몰비로 포함되는 화장료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비타민 C는 공융 혼합물 전체 100 중량부를 기준으로 6 중량부 내지 94중량부로 포함되는 화장료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공융 혼합물은 화장료 조성물 전체 100 중량부를 기준으로 0.00001 내지 80 중량부로 포함되는 화장료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공융 혼합물은 정제수를 추가로 포함하는 화장료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화장료 조성물은 수계 용매, 비수계 용매 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함하는 화장료 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화장료 조성물은 피부 미백, 피부톤 또는 색소 침착 개선용인 화장료 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 화장료 조성물은 피부 주름 또는 탄력 개선용인 화장료 조성물.
  9. 비타민 C와 베타인을 혼합하여 공융 혼합물(eutectic mixture)을 제조하는 단계; 및 상기 공융 혼합물을 첨가하여 화장료 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 화장료 조성물의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공융 혼합물을 제조하는 단계는 정제수를 추가로 첨가하는 단계를 포함하는 화장료 조성물의 제조 방법.
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