상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 음이온 계면활성제, 양이온성 폴리머 및 컨디셔닝제를 포함하는 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 글리세릴 4급 알킬아미도 암모늄 양이온 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝 샴푸 조성물을 제공한다:
상기 화학식 1에서, R은 탄소수가 12 내지 22인 직쇄상 알킬기, 분지상 알킬기 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, n은 0 내지 10의 정수이며, X는 할로겐족 원소, 설페이트기 및 아세테이트기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
보다 바람직하게, 본 발명은 전술한 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어 상기 4급 암모늄 양이온 계면활성제의 함량이 조성물 총중량 대비 0.1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 샴푸 조성물을 제공한다.
보다 바람직하게, 본 발명은 전술한 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어 상기 조성물이 양이온성 폴리머를 조성물 총중량 대비 0.01 내지 5 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 컨디셔닝 샴푸 조성물을 제공한다.
보다 바람직하게, 본 발명은 전술한 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어 상기 양이온성 폴리머의 전하밀도가 0.1 mEq/g 내지 1.3 mEq/g인 것을 특징으로 하는 컨디셔닝 샴푸 조성물을 제공한다.
보다 바람직하게, 본 발명은 전술한 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어 상기 양이온성 폴리머의 분자량이 200,000 내지 3,000,000인 것을 특징으로 하는 컨디셔닝 샴푸 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물은 컨디셔닝 역할을 하는 동시에 코아세르베이트의 형성을 촉진하는 성분으로서 상기 화학식 1로 표시되는 글리세릴기가 도입된 양이온 계면활성제를 포함한다.
상기 화학식 1을 참조하면, 본 발명에서 사용되는 양이온 계면활성제는 4급 암모늄 화합물의 구조로서, 암모늄이온의 1개 치환기가 알킬 아미도기, 2개 치환기가 메틸기, 나머지 한 개가 친수성기를 갖는데, 이러한 친수성기는 하나 이상의 글리세릴기가 축합되어 반복된 구조이며, 반복단위의 수는 1 내지 11이다.
상기 4급 암모늄 양이온 계면활성제는 친수기인 글리세릴기를 적어도 1종 이상 포함하고 있어, 음이온 계면활성제와 상호작용을 통해 통상적으로 유사-비이온성 복합 계면활성제(pseudo-nonionic complex surfactant)라고 명명되는 수용액에 녹는 혼합 미셀을 형성할 수 있다. 이러한 유사-비이온성 복합 계면활성제는 양이온 폴리머와 음이온 계면활성제가 동시에 사용되는 경우에 발생하는 고점도, 침전 등의 문제점을 개선해 주기 때문에, 음이온 계면활성제의 존재 하에서도 양이온 폴리머의 사용량을 증가시킬 수 있는 것이다.
또한 상기 화학식 1의 4급 암모늄 양이온 계면활성제는 장쇄 지방산기 대신 상대적으로 친수성을 갖는 알킬 아미도기를 포함하고 있어 유사-비이온성 복합 계면활성제(pseudo-nonionic complex surfactant)의 혼합 미셀 형성력이 더 우수하여, 음이온 계면활성제의 존재 하에서도 양이온 폴리머의 사용량을 더 증가시킬 수 있고, 그 결과 음이온 계면활성제와 양이온 폴리머의 콤플렉스인 코아세르베이트를 더 많이 생성하는 특별한 기능을 가질 수 있다.
상기 4급 암모늄 양이온성 계면활성제는 조성물 총중량 대비 0.1 내지 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 4급 암모늄 양이온 계면활성제에 의한 컨디셔닝 효과 및 안정성 향상 효과를 달성하기 어려우며, 10 중량%를 초과할 경우에는 모발에 눅눅한 느낌을 주고 침전 및 상 안정성 저해 우려가 있어 사용 시 부적합할 수 있다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물은 코아세르베이트를 생성하기 위한 양이온성 폴리머를 필수적으로 포함한다. 코아세르베이트는 여러 가지 요소에 의해서 영향을 많이 받지만, 양이온 폴리머의 함량 및 구조, 특히 양이온 폴리머의 분자량과 양전하 밀도(mEq/g)에 가장 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다.
이러한 양이온성 폴리머로는 통상적으로 샴푸 조성물에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 양이온성 폴리머, 합성 양이온성 폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 포함될 수 있는 천연 양이온성 폴리머로는, 예를 들어, 구아 히드록시프로필트리모늄 클로라이드, 하이드록시프로필 구아 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드 등의 양이온 구아, 셀룰로스(폴리쿼터늄-10) 등을 1종 이상 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 사용될 수 있는 합성 양이온성 폴리머로는, 예를 들어, 디메틸디알릴암모늄클로라이드 폴리머, 아크릴아미드-디메틸디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머, 폴리비닐피롤리돈(PVP)-디메틸아미노에틸메타크릴레이트 코폴리머, 아크릴산-디메틸디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머, 아크릴아미드-디메틸아미노 에틸메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머, 트리메틸아미노에틸메타크릴레이트 폴리머 등을 1종 이상 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어, 상기 양이온성 폴리머의 함량은 조성물 총중량 대비 0.01 내지 5 중량%인 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01 중량% 미만에서는 코아세르베이트의 생성이 저조하여 컨디셔닝 성분의 흡착 저하로 기인하는 컨디셔닝 효과가 충분히 발휘되지 못하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 코아세르베이트의 과도한 생성으로 컨디셔닝 성분이 모발과 두피에 과도하게 흡착하여 좋지 않은 느낌을 주기 때문, 즉 사용감이 나쁘기 때문이다.
또한 본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 포함되는 양이온성 폴리머의 분자량은 200,000 내지 3,000,000인 것이 바람직하다. 그 분자량이 200,000 미만에서는 코아세르베이트의 생성이 저조하여 컨디셔닝 성분의 흡착이 저하되어 컨디셔닝 효과가 충분히 발휘되지 못하며, 분자량이 3,000,000을 초과하는 경우에는 코아세르베이트의 과도한 생성으로 컨디셔닝 성분이 모발과 두피에 과도하게 흡착하여 좋지 않은 느낌을 주기 때문이다.
또한 본 발명의 양이온성 폴리머의 전하 밀도는 0.1 mEq/g 내지 1.3 mEq/g인 것이 바람직하다. 이것은 양이온성 폴리머의 전하 밀도가 0.1 mEq/g 미만에서는 코아세르베이트의 생성이 되지 않았고, 1.3 mEq/g을 초과하는 양이온성 폴리머를 사용하여 생성된 코아세르베이트는 너무 고체-겔(Solid-gel)에 가까워 컨디셔닝 성분 이 모발에 흡착하는데 도움을 주지 못하여 모발 컨디셔닝 효과를 주지 못하기 때문이다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물은 또한 세정 성분으로서 음이온 계면활성제를 포함한다.
본 발명에서 사용될 수 있는 음이온 계면활성제로는 통상적인 샴푸 조성물에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 음이온 계면활성제의 함량은 조성물 총중량 대비 1 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 그 함량이 1중량% 미만에서는 세정기능을 제대로 발휘하지 못하며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 세정력이 과도하여 모발에 거친 느낌을 줄 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 음이온 계면활성제로는, 예를 들어, 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄, 라우릴황산마그네슘, 라우릴황산트리에탄올아민, 폴리옥시에틸렌라우릴황산나트륨, 폴리옥시에틸렌라우릴황산암모늄 등을 1종 이상 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물은 세정력 증가 등의 목적을 위하여 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 비이온성 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 비이온성 계면활성제로는, 예를 들어, 라우릴산디에탄올아미드, 야자유지방산디에탄올아미드, 야자유지방산모노에탄올아미드 등을 1종 이상 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명에서 사용될 수 있는 양쪽성 계면활성제로는, 예를 들어, 베타인, 아미도 프로필 베타인, 코코 암포카르복시 글리시네이트, 사코시네이트 등을 1종 이상 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물은 컨디셔닝 효과를 향상시키기 위하여 전술한 양이온성 폴리머, 실리콘 화합물 및 유성 오일 중에서 선택된 컨디셔닝제를 1종 이상 함유할 수 있다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 적용되는 실리콘 화합물은 통상적으로 샴푸 조성물에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아닌데, 예를 들어, 수불용성 비휘발성의 디메치콘, 사이클로메치콘, 아미노화 실리콘, 트리메틸실릴아모디메티콘, 비닐 실리콘 등의 실리콘으로 통칭되는 성분 및 이들의 유도체들을 1종 이상 사용할 수 있다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 있어 실리콘 화합물이 사용되는 경우, 실리콘 화합물의 함량은 조성물 총중량 대비 0.1 내지 5 중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%이다. 이것은 그 함량이 0.1 중량% 미만에서는 충분한 컨디셔닝 효과가 발휘되지 못하며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 제형 형성에 문제가 될 수 있기 때문이다.
본 발명의 컨디셔닝 샴푸 조성물에 적용되는 유성 오일은 통상적으로 샴푸 조성물에 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것은 아닌데, 예를 들어, 탄화수소 오일 및 합성 에스테르 오일 등이 사용될 수 있다. 탄화수소 오일에는 유동파라핀(Mineral Oil), 이소파라핀, 수소화 폴리데센(Hydrogenated Polydecene) 등이 사용될 수 있고, 에스테르 오일에는 미리스틴산이소프로필, 팔미틴산이소프로필, 이 소스테아린산이소스테아릴, C12-15 알킬 벤조에이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 외에도, 본 발명에 따른 샴푸 조성물에는 통상적으로 샴푸 조성물의 성분으로 사용될 수 있는 방부제, 점증제, 점도조정제, pH조정제, 향료, 염료, 컨디셔닝제 등의 첨가제를 더 함유할 수 있으며, 이들은 상업적으로 용이하게 구입하여 사용할 수 있다. 방부제의 예로는 파라옥시안식향산메틸, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논의 혼합물(상품명: Kathon CG, 제조회사: 미국 롬앤하스사)을 들 수 있다. 점증제와 점도 조정제로는 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시메틸셀룰로오스, 염화나트륨, 염화암모늄, 프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜 등을 들 수 있다. pH조정제로는 구연산, 수산화나트륨, 트리에탄올아민 등을 들 수 있다. 염료로는 수용성 타르색소 등을 들 수 있다. 그리고 컨디셔닝제로는 동식물성 추출물, 단백질 및 단백질 변형체, 고급지방산(Fatty Acid) 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<본 발명의 4급 암모늄 양이온 계면활성제의 합성>
4급 암모늄 형태의 양이온 계면활성제로서, 4급 암모늄기를 한 개 포함하는 모노타입(mono-type)을 하기와 같은 방법으로 합성하였다. 하기의 예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
N,N-디메틸-N-
글리세릴
스테아릴
아미도프로필
암모니움
클로라이드의 합성
3구 플라스크에 이소프로필 알코올과 알킬아미도프로필아민 및 이와 당량의 1-클로로-2,3-프로판디올을 넣은 후, 촉매로 소디움 이오디드(sodium iodide)를 첨가한 다음 환류시켰다. 아민%를 측정하여 반응 진행 정도를 확인하였다. 반응기의 온도를 120℃로 올린 후 10시간 동안 반응시켜 반응이 95% 진행되었다. 반응 결과물을 아세톤에 부은 후 냉각하여 재결정하였다. 결과물은 흡습성을 가지고 있으므로 재결정 후 거름을 통해 얻은 결과물은 곧바로 진공 건조하였다.
N,N-디메틸-N-
디글리세릴
스테아릴
아미도프로필
암모니움
클로라이드의 합성
글리세릴기 2개가 치환된 디글리세릴 화합물을 합성하기 위해서, 모노글리세릴 화합물에 글리세릴기를 추가적으로 도입하였다. 3구 플라스크에 이소프로필 알코올과 모노글리세릴 화합물, 글리시돌을 넣은 후, 온도 50℃에서 1시간 동안 교반하여 반응을 완료하였다. 혼합물에서 이소프로필 알코올을 감압 하에서 증류하여 제거하였다. 결과물은 흡습성을 가지고 있으므로 결과물을 증류수 50% 용액으로 만들어 보관하였다.
<실시예 1-5 및 비교예 1-5의 제조>
하기 표 1에 나타낸 조성과 함량으로 샴푸 조성물을 제조하였다. 양이온 폴리머로서 폴리쿼터늄-10 또는 구아 히드록시프로필트리모늄 클로라이드를 증류수에 분산 용해시킨 후 음이온 계면활성제로서 라우릴황산나트륨과 폴리옥시에틸렌라우릴황산나트륨, 점도 조정 및 기포안정화제로서 비이온성 계면활성제인 야자유지방산디에탄올아미드를 첨가한 후 디메치콘, 미리스틴산이소프로필, 하기 화학식 2, 화학식 3으로 표시되는 4급 암모늄 양이온 계면활성제 또는 통상의 4급 암모늄 양이온 계면활성제인 염화트리메칠암모늄을 투입하고 30분 동안 교반시켰다. 교반 시킨 후 미리 정제수에 용해시킨 Carbopol-1342, 향료, 방부제, NaOH 및 증류수를 첨가하여 30분 동안 교반시켜 샴푸를 제조하였다.
원료명(중량%) |
실시예 |
비교예 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
정제수 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
폴리쿼터니윰-10(1) |
0.50 |
- |
- |
0.50 |
- |
0.50 |
- |
- |
- |
- |
폴리쿼터니윰-10(2) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0.50 |
- |
- |
구아 히드록시프로필트리모늄 클로라이드(3) |
- |
0.50 |
0.50 |
- |
- |
- |
0.50 |
- |
0.50 |
0.50 |
구아 히드록시프로필트리모늄 클로라이드(4) |
- |
- |
- |
- |
0.50 |
- |
- |
- |
- |
- |
라우릴황산나트륨 (30%) |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
폴리옥시에틸렌 라우릴황산 나트륨(30%) |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
30.00 |
야자유지방산 디에탄올아미드 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
디메치콘(5) |
2.00 |
- |
2.00 |
- |
2.00 |
2.00 |
- |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
미리스틴산이소프로필 |
- |
0.20 |
- |
0.20 |
- |
- |
0.20 |
- |
- |
- |
화학식 2의 4급 암모늄 양이온 계면활성제(6) |
2.00 |
2.00 |
4.00 |
4.00 |
4.00 |
- |
- |
4.00 |
- |
- |
화학식 3의 4급 암모늄 양이온 계면활성제 (7) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4.00 |
- |
염화세틸트리메칠 암모늄 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4.00 |
Carbopol-1342(8) |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
0.30 |
파라옥시안식향산에스텔 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
향료 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
NaOH |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
물 |
잔량(100 중량%가 될 때까지 첨가) |
상기 표 1에서, (1)은 상품명 Polymer JR 400(Amerchol사, 전하밀도 = 1.25 mEq/g)을 이용하였고, (2)는 상품명 Polymer KG30M(Amerchol사, 전하밀도 = 1.97 mEq/g)을 이용하였으며, (3)은 상품명 Jaguar C17(Rhodia사, 전하밀도 = 0.9 mEq/g)을 이용하였고, (4)은 상품명 Jaguar C162(Rhodia사, 전하밀도 = 0.3 mEq/g)을 이용하였으며, (5)는 상품명 DC 200F 10,000cst(Dow Corning사)를 이용하였고, (6)는 N,N-디메틸-N-디글리세릴 스테아릴 아미도프로필 암모니움 클로라이드이며, (7)은 N,N-디메틸-N-디글리세릴 스테아릴 암모니움 클로라이드이고, (8)은 Noveon 제품을 이용하였다.
<코아세르베이트 생성량 평가>
컨디셔닝 성분의 모발 흡착을 강화시키는 코아세르베이트의 생성량을 측정하기 위해 실제 샴푸를 사용하는 농도를 샴푸 10 중량%로 판단하였고, 이 농도에서의 코아세르베이트 양을 측정하기 위해 시료 10 g을 물 90 g에 희석시켜 생성되는 코아세르베이트를 원심분리(3,000 rpm, 30분)시켜 상층액을 버리고 침전된 부분을 취하여 코아세르베이트 생성량으로 판단하였다. 경우에 따라서 코아세르베이트 생성 농도가 10% 이하인 경우는 실제 샴푸를 사용하여 헹굴 때 씻겨나가기 쉽기 때문에 본 발명에서는 샴푸 10 중량%를 기준으로 하였다. 그 결과를 하기 표 2에 제시하였다.
구분 |
실시예 |
비교예 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
코아세르베이트 생성량(mg) |
62 |
70 |
68 |
72 |
57 |
12 |
15 |
68 |
27 |
19 |
<샴푸의 컨디셔닝 효과 평가>
두발 제품에 대한 관능 평가 경험이 풍부한 여성 90명에게 통상의 샴푸 사용방법으로 각각 10명씩 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 샴푸를 사용한 후 모발 감촉을 평가하게 하였다. 평가 방법은 모발 감촉이 매우 나쁜 경우 1점, 모발 감촉이 나쁜 경우 2점, 모발 감촉이 보통인 경우 3점, 모발 감촉이 좋은 경우 4점, 모발 감촉이 매우 좋은 경우 5점을 부여한 후, 그 결과를 하기 표 3에 제시하였다.
구분 |
실시예 |
비교예 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
모발감촉 |
4.1 |
3.8 |
4.6 |
4.2 |
4.0 |
2.0 |
1.5 |
1.7 |
2.3 |
2.1 |
상기 표 2와 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 화학식 2의 알킬 아미도 글리세릴 4급 암모늄 양이온 계면활성제를 포함하는 실시예들의 컨디셔닝 샴푸 조성물은 4급 암모늄 양이온 계면활성제를 사용하지 않거나 또는 상기 화학식 3의 알킬 글리세릴 4급 암모늄 양이온 계면활성제 또는 통상의 양이온 계면활성제를 포함하는 비교예들에 비하여 코아세르베이트 생성량이 많음을 알 수 있다.
또한 코아세르베이트 생성량이 많으면, 샴푸 후 모발 감촉도 아주 우수하였다. 다만, 실시예 5의 경우는 코아세르베이트의 생성량은 많으나, 생성된 코아세르베이트의 물성이 너무 고상(Solid-like)이어서 모발 감촉에 오히려 좋지 못한 결과를 나타내었다.