구조화된 계면활성제 배합물 유래의 증진된 오일 전달 document_id A220623051372

바디 워시 제품은 세정 과정 동안 소수성 활성제의 대부분이 씻겨져 버리기 때문에 피부 표면에 소수성 활성제와 보습제를 침착시키기 위한 전달 부형제(vehicle)로서 매우 비효율적일 수 있다. 바디 워시 제품의 대부분은 얽힌 막대 유사형 미셀 포뮬라(formula)로 구성되어 있다. 현재 유통되는 수중유 바디 워시 포뮬라는 오일 농도가 높은 경우에는 안정된 제품을 형성하지 못하는데, 그 이유는 오일과 제품의 수성 기제(base)가 상당히 다른 밀도를 갖고 있기 때문이다. 미셀계 바디 워시는 점도는 높지만 긴 범위의 구조(계면활성제 미셀 자체의 규모보다 훨씬 큰 구조)가 아니기 때문에, 고농도의 오일을 함유하는 제품은 불안정하고 시간이 경과함에 따라 상 분리될 것이다. 이러한 문제점의 1가지 해결책은 계면활성제 시스템에 오일을 첨가하기 위해 수중유 에멀젼 시스템을 사용하는 것이다. 하지만, 이 시스템은 제조에 열을 필요로 하고, 높은 오일 농도에서 불안정할 수 있으며, 낮은 계면활성제 농도에서 클렌징 특성의 상당한 손상을 초래할 수 있다. 구조화된 시스템을 형성하는 라멜라형 계면활성제 상을 보유한 구정계 포뮬라(spherulite based formula)는 게시된 바 있다. 그 예에는 미국 특허 5,661,189; 5,965,500 및 6,174,846이 있다. 이러한 구정계는 상당량의 연화제와 오일을 함유하는 바디 워시 포뮬라의 안정성을, 계면활성제 매질에 오일 소적이 확산되는 속도에 유의적 감소를 통해 증진시키는데 주로 사용된다. 따라서, 막대 유사형 미셀 배합물에 비해 피부 표면에 더욱 고농도를 전달할 잠재성이 있는 제품에 증가된 농도의 오일을 첨가할 수 있다. 모든 계면활성제 용액, 예컨대 액체 클렌징 용액의 유동학적 행동은 미세구조, 즉 용액 내의 미셀이나 다른 자기조립 구조의 형태 및 농도에 강하게 좌우된다. 미셀을 형성하기에 충분한 계면활성제가 존재할 때(임계 미셀 농도 또는 CMC 이상의 농도), 예컨대 구형, 원기둥형(막대 유사형) 또는 원반형 미셀이 형성될 수 있다. 계면활성제 농도가 증가할수록, 라멜라상, 육방정계 상 또는 입방상과 같은 규칙적인 액상이 형성될 수 있다. 라멜라 상은 예컨대 계면활성제 이중층과 수층이 교대로 구성되기도 한다. 이러한 층들은 일반적으로 편평하지 않고 접혀져 있어, 소위 소포 또는 리포좀이라 불리는 구형 양파같은 구조를 형성한다. 한편, 육방정계 상은 긴 원기둥형 미셀이 육방정계 격자로 배열된 상이다. 일반적으로, 대부분의 개인 위생용 제품의 미세구조는 구형 미셀; 막대형 미셀; 또는 라멜라형 분산액으로 구성되어 있다. 전술한 바와 같이, 미셀은 구형 또는 막대 유사형일 수 있다. 구형 미셀을 보유한 배합물은 점도가 낮고 뉴턴식 전단 행동을 보이는 경향이 있다(즉, 점도는 전단 속도의 함수로서 일정하게 유지된다. 따라서, 산물을 용이하게 주입(pouring)하고자 한다면 용액의 점도는 저하되어야 하고, 결과적으로 현탁성도 나빠진다). 이러한 시스템에서, 점도는 계면활성제의 농도에 따라 직선적으로 증가한다. 막대 미셀형 용액은 긴 미셀의 움직임이 제한적이기 때문에 점성이 더 크다. 임계 전단 속도에서, 미셀은 정렬하고 용액은 전단 희석화(shear thinning)된다. 염의 첨가는 막대 미셀의 크기를 증가시켜 영점 전단 점도(즉, 병에 방치될 때의 점도)를 증가시키고, 이것은 입자 현탁을 돕지만, 임계 전단 속도(산물이 전단 희석화되는 시점; 임계 전단 속도의 증가는 산물을 주입하기가 더 곤란하다는 것을 의미한다) 역시 증가시킨다. 라멜라형 분산액은 높은 영점 전단 점도(구성 라멜라형 소적의 조밀하게 충전된 배열로 인해)를 가질 수 있지만, 이 용액들은 우수한 전단 희석성(주입 시 쉽게 분배된다)이기 때문에 구형 및 막대 유사형 미셀 모두와 다르다. 즉, 이 용액들은 중간 전단 속도에서 막대 미셀형 용액보다 더 희석될 수 있다. 따라서, 액체 클렌징 조성물의 배합에 있어서, 막대 미셀형 용액(이의 영점 전단 점도, 예컨대 현탁화능이 매우 좋지 않고(않거나) 전단 희석성도 매우 불량하다)을 사용할 것인지 또는 라멜라형 분산액(더 높은 영점 전단 점도, 예컨대 양호한 현탁성 보유하며, 게다가 전단 희석성도 좋다)을 사용할 것인지를 선택해야 한다. 하지만, 이러한 라멜라형 조성물을 제조하기 위해서는 약간의 문제점이 절충되어야 한다. 먼저, 라멜라상의 제조에는 일반적으로 다량의 계면활성제가 필요하다. 따라서, 종종 바람직하지 않거나 필요하지도 않은 보조 계면활성제 및/또는 염의 첨가를 필요로 하는 경우가 있다. 둘째, 특정 계면활성제만이 이 상을 형성하여, 계면활성제의 선택이 제한적이다. 요컨대, 라멜라형 조성물은 일반적으로 더 바람직하지만(특히 연화제 현탁 및 소비자에게 미감을 제공하는 목적에), 일반적으로 더 많은 계면활성제를 필요로 하고 사용할 수 있는 계면활성제의 범위가 더욱 제한적이라는 점에서 비용이 더 많이 든다. 막대 미셀형 용액이 사용되는 경우에도 종종 점도 증진과 입자 현탁을 위해 부수적인 구조화제(structurant)가 사용되어야 한다. 이러한 목적으로, 카르보머(carbomer) 및 점토가 종종 사용된다. 막대 미셀형 용액은 전단 희석성이 적기 때문에, 높은 전단 속도(제품 분배 시, 신체에 제품 적용 시 또는 손으로 문지를 때와 같이)에서도 용액의 점도가 높게 유지되어 제품이 농후한 점질일 수 있다. 영점 전단 점도가 높은 라멜라형 분산액계 제품은 연화제를 더욱 쉽게 현탁시킬 수 있고 전형적으로 더 크림성이다. 하지만, 역시 제조에 일반적으로 더 많은 비용이 든다(예컨대, 사용될 수 있는 계면활성제가 제한적이고 더 많은 농도의 계면활성제를 필요로 한다). 일반적으로, 라멜라상 조성물은 특징적인 초점 원추형 및 오일성 줄무늬 질감을 통해 확인하기 쉬운 반면, 육방정계 상은 각이 있는 부채형 질감을 나타낸다. 이에 반해, 미셀상은 광학적으로 등방성이다. 라멜라 상은 다양한 계면활성제 시스템에서 다양한 라멜라 상 "유도제"(예컨대 PCT 공개번호 WO 97/05857에 기술된 바와 같음)를 사용하여 형성할 수 있음은 알고 있을 것이다. 일반적으로, 미셀상에서 라멜라상으로의 전이는 계면활성제 머리기(headgroup)의 유효 평균 면적, 신전된 꼬리의 길이 및 꼬리 부피의 함수이다. 머리기가 더 작거나 부피가 큰 꼬리를 보유한 계면활성제 또는 분지형 계면활성제의 사용은 모두 막대 미셀형에서 라멜라형으로의 전이를 유도하는 효과적인 방법이다. 세정제 조성물에 관한 미국 특허 5,661,189는 음이온성, 비이온성, 양쪽이온성 및 양이온성 계면활성제 및 이의 혼합물 중에서 선택되는 계면활성제; 중량평균입자크기가 50 내지 500 미크론인 유효제(benefit agent); 및 점증제를 함유하는 수성 액체 클렌징 및 모이스춰라이징 조성물을 교시한다. 점증제는 유효제 기준으로 1 내지 50wt%의 양으로 유효제에 첨가된다. 다량의 연화제를 함유하는 안정한 액체 조성물에 대한 미국 특허 5,965,500은 오일/연화제의 농도가 계면활성제의 농도와 동일하거나 보다 많은 고 발포성 수성 액체 조성물의 사용에 대해 교시한다. 연화제가 그러한 고농도일 때, 거품이 양호한 수준으로 유지될 수 있다. 이 조성물은 계면활성제와 연화제외에도, C12-24 지방산 및/또는 양이온성 중합체를 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 저온 안정성이 증진된 액체 조성물에 대한 미국 특허 6,174,846은 라멜라상의 액체 클렌징 조성물의 사용에 대해 교시한다. 라멜라상 유도 구조화제와 함께 특정 고분자 친수성 유화제를 소량 사용하면, 초기 점도와 함께 자유 해동(저온) 점도/안정성이 증진된다는 것을 밝히고 있다. 성분 현탁을 위한 안정한 계면활성제 조성물에 대한 미국 특허 출원 공개번호 2003/010246은 적어도 하나의 음이온성 계면활성제, 알칸올아미드, 전해질 및 물을 함유하는 자유 유동성(free-flowing) 계면활성제 조성물을 교시한다. 구체적으로, 이 조성물은 자유 유동성의 비뉴턴식 전단 희석성 및 성분을 현탁시키는 능력이 있고 적어도 1회의 동결/해동 사이클 하에서 안정한 계면활성제 조성물이다. 하지만, 현재 사용되는 구정 제품은 피부, 모발 또는 양모와 같은 기재에 오일을 전달하는 능력이 개선되어야 한다는 점을 유념해야 한다. 즉, 제조 공정의 후반기에 오일을 구정 포뮬라에 첨가하고, 오일이 과도하게 유화되지 않게 함으로써, 피부, 모발 또는 양모와 같은 기재에 오일상의 증진된 전달을 도모할 필요가 있다. 또한, 제조 공정의 후반기에 오일을 구정 포뮬라에 첨가함과 동시에 염 농도를 증가시킴으로써 피부에 오일상의 전달을 증진시킬 필요가 있다.