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문제 정의
- 본 논문에서는 액화 석유가스의 물리적 성질을 이용하여 액화 석유 가스와 일정 시간동안 유화될 수 있는 원액을 제조한 후 이 원액의 냉각 상태에 영향을 주는 액화 석유 가스의 조성비와 양에 대해 알아보았다.
제안 방법
- 본 논문에서 사용한 액화 석유 가스를 이용하여 제조한 화장품을 화장솜에 분사하여 생성된 얼음을 피부에 마사지한 후 시간의 경과에 따른 피부 온도 회복을 살펴볼 때 Fig 4.와 같은 결과를 얻었다.
- 분사제로서 액화 석유가스를 사용하고 Table 1.에 나타난 원액 처방을 이용하여 화장솜에 10초간 분사하여 얼음을 생성한 후 이 화장솜을 피실험자의 얼굴 피부에 약15초간 마사지한 후 30초 단위로 얼굴 피부의 온도를 측정하였다. 피실험자 수는 20명이었으며 습도가 50%이고 실내온도가 20℃로 유지되는 항온항습실에서 30분간 미리 대기한 후 측정에 임하였다.
- 아울러 주입한 원액 양 대비 사용한 액화 석유가스의 양이 원액의 결빙상태에 미치는 영향을 살펴보기 위해 Table 3 에 나타낸바와 같은 조성으로 원액과 액화 석유가스를 투명 내압용기에 충진하여 평가하였다.
- 0wt%로 결정하였다. 원액에 사용한 ethanol, glycerin 및 propylene glycol 등도 원액과 액화 석유가스가 섞이는데 일정한 역할을 수행하지만 가장 큰 영향을 미치는 계면활성제의 양을 제외하고는 일반적인 원액에서 사용하는 양을 선정하여 사용하였다. 그리고 분사제로서 사용한 액화 석유가스는 용기 내에 들어있는 원액을 외부로 분사시키는 역할을 하며 또한 Fig.
- 그 결과 여성의 경우 화장이 쉽게 들뜨고 정돈이 안되며 피부가 거칠어지고 민감해지는 등의 문제들이 발생된다. 이러한 여름철 더위로 인한 갖가지 피부 문제점을 해소하기 위해 분사시에 접촉 표면에서 일시적으로 얼음이 어는 화장수를 개발하였다. 이때 냉감 효과를 부여하기 위한 분사제로서 프로판 가스의 함량이 적은 액화 석유가스를 이용하였으며 이러한 냉감 효과에 의해 일시적으로 모공이 수축되고 피지 분비가 조절되는 효과를 얻을 수 있다.
- 이렇게 흔든 후 원액을 분사하는 시간을 측정한 결과 평균분사시간이 10초 이하이어서 원액에 사용한 계면활성제의 양을 l.0wt%로 결정하였다. 원액에 사용한 ethanol, glycerin 및 propylene glycol 등도 원액과 액화 석유가스가 섞이는데 일정한 역할을 수행하지만 가장 큰 영향을 미치는 계면활성제의 양을 제외하고는 일반적인 원액에서 사용하는 양을 선정하여 사용하였다.
- 이에 대한 영향을 살펴보기 위해 Table 2에서 나타낸 것과 같은 조성이 다른 액화 석유가스를 주입하여 압력을 측정하였으며 또한 화장솜 표면에 분사 후 결빙되는 원액의 성상을 살펴보았다.
대상 데이터
- 그리고 glycerin(LG화학)과 propylene glycol(SK주식회사)은 보습을 목적으로 사용된 폴리올의 일종이다. Ethanol(대한주정)은 POE(40) HCO 를 용해시키는 동시에 향을 가용화 시키기 위해 사용되었으며 propyl paraben(이놀렉스, 미국)은 방부제로서 사용되었다. 이 성분들을 이용한 원액의 제조 방법은 Fig.
- 에 나타난 원액 처방을 이용하여 화장솜에 10초간 분사하여 얼음을 생성한 후 이 화장솜을 피실험자의 얼굴 피부에 약15초간 마사지한 후 30초 단위로 얼굴 피부의 온도를 측정하였다. 피실험자 수는 20명이었으며 습도가 50%이고 실내온도가 20℃로 유지되는 항온항습실에서 30분간 미리 대기한 후 측정에 임하였다.
성능/효과
- 2) 냉감 효과를 지속시키기 위해서는 액화석유가스의 양을 증가시켜야 하며 노말 부탄의 함량이 높을 경우 냉감효과의 지속성이 향상된다.
- 3) 원액을 얼려서 얼음을 만들 경우 분사압력이 이미 생성된 얼음의 성상에 영향을 주게되므로 가능한 한 증기압이 낮은 액화 석유가스를 사용하는 것이 유리하다.
- 즉 초기 원액의 제조시 물에 녹지 않는 성분인 유용성 향을 균일하게 분산시키기 위해 사용하는데 POE(40) HCO를 선택한 이유는 다음의 Table 4 에 나타낸 바와 같이 저독성 저자극성을 가지고 있어 인체에 안전하기 때문이다[7,8,9]. POE(40) HCO 의 함량에 따른 원액과 액화 석유가스의 분리 시간을 측정하기 위해 원액과 추진제인 액화 석유가스를 투명 내압 용기에 넣고 아래위로 두 상이 섞이도록 여러 차례 흔든 후 원액과 액화 석유가스가 분리되는 시간을 측정하면 POE(40) HCO의 양이 0.5wt%이하일 경우 5초 미만의 분리 시간이 나타났으며 POE(40) HCO의 양이 1.5wt% 이상일 경우 15초 이상의 분리 시간을 나타내었다.
- 즉 시료 A 가스 및 시료 B 가스의 경우 프로판 가스의 함량이 높아 시료 C 가스 조성보다 높은 증기압을 나타낸다. 그 결과 시료 A 및 시료 B 가스 조성에서는 부드럽게 얼어있는 원액이, 계속 분사되어 나오는 원액 압력에 의해 표면이 파괴되어 매우 불규칙한 표면이 형성된 것으로 보이며 시료 C 가스 조성의 경우 분사압력이 낮아 후에 분사되는 원액의 압력이 시료 A 및 시료 B 가스에 비해 상대적으로 낮아 앞에 분사되어 얼어 있는 원액 표면을 파괴시키지 않고 그 위에 새로운 얼음층으로 존재하게 되므로 고운 표면의 얼음이 얼게 된다. 얼음이 어는 화장품(냉각 화장품)에서 분사 후 생성된 얼음의 성상은 미적인 면이나 사용성 면에서 매우 중요하므로 가능한 한 표면이 거친 얼음보다는 부드러운 표면의 얼음이 선호된다.
- 시료 2 조성물의 경우 분사시에는 얼음이 어는 듯 했으나 2초 내에 액상으로 변해서 얼음의 지속력이 매우 낮았다. 시료 3 조성물의 경우 생성된 얼음의 지속시간이 10 - 15 초 정도였으며 시료 4 조성물의 경우에는 얼음의 지속시간이 30 - 45 초 정도로 나타났다. 시료 5 조성물의 경우 얼음의 지속시간이 60 - 80 초 정도로 나타나 액화 석유가스의 함량이 높을수록 분사 후 생성되는 얼음의 지속시간이 길어짐을 알 수 있었다.
- 시료 3 조성물의 경우 생성된 얼음의 지속시간이 10 - 15 초 정도였으며 시료 4 조성물의 경우에는 얼음의 지속시간이 30 - 45 초 정도로 나타났다. 시료 5 조성물의 경우 얼음의 지속시간이 60 - 80 초 정도로 나타나 액화 석유가스의 함량이 높을수록 분사 후 생성되는 얼음의 지속시간이 길어짐을 알 수 있었다.
- 이때 얼음의 지속시간이 너무 짧으면 얼음이 어는 화장품으로서의 역할 수행이 어려워지며 얼음의 지속시간이 너무 길면 피부에 자극이 될 소지가 있어 적절한 얼음 지속 시간과 피부 온도 변화 곡선으로부터 30초 이내의 시간 동안 얼음이 지속될 경우 피부 상태에 가장 적합함을 알 수 있었다.
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