[논문]액화석유가스를 이용한 파우더 함유 화장품의 분사안정성에 관한 연구

김화용; 박찬익; 배원

액화석유가스를 이용한 파우더 함유 화장품의 분사안정성에 관한 연구
Study on the sprayability of the skincare product with powders using LPG as propellant 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.8 no.1 = no.22, 2004년, pp.7 - 12

김화용 (서울대학교 응용화학부) , 박찬익 (대구한의대학교 화장품공학과) , 배원 (서울대학교 응용화학부)

초록
AI-Helper

고압가스나 액화석유가스를 분사제로 사용하는 화장품에서는 원액의 안정성 및 용기의 안정성 뿐만 아니라 원액이 완전히 소진될 때까지 분사가 이루어져야 하며 특히 내용물에 파우더나 고분자 물질이 함유되어있을 경우 노즐이 막히게 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 액화석유가스를 분사제로 활용하는 화장품에 파우더가 함유되어있을 경우 분사안정성에 관해 제형 설계를 이용하여 노즐의 막힘 현상을 없애는 연구를 수행하였으며 또한 완전분사가 가능한지 여부를 실제 실험으로 확인하였다. 노즐의 막힘 현상을 없애기 위해서는 원액과 액화석유가스가 적어도 분사하는 시간동안은 균일하게 섞여있는 상태인 유화상태로 존재하여야 함을 알 수 있었으며 이러한 상태는 폴리올의 양 및 계면활성제의 양 등에 의해 결정되었다. 사용감 및 자극 등의 화장품적 특성을 고려할 때 계면활성제의 양을 조절함으로써 효과적으로 원액과 액화석유가스의 균일한 유화상태를 얻을 수 있었으며 이때 파우더가 가장 균일하게 분산되며 따라서 노즐의 막힘 현상이 최소화됨을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the quality control of the aerosol skincare products containing powders, it is essential to guarantee that the contents in the bottle can be completely used without leakage or clogging of the nozzle. In this paper, the clogging caused by powder was investigated and the clogging can be effectively removed by emulsifying the contents containing powder with the LPG using a proper surfactant. And the spraying test shows that the contents in the bottle are completely propelled to outside by LPG when properly emulsified by POE(40) HCO.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 논문에서는 산화아연을 함유하는 화장수의 분사 안정성에 관해 유화 시스템 설계를 이용하여 노즐의 막힘 현상을 없애는 연구를 수행하였으며 이를 통한 원액의 완전 분사가 가능한지 여부를 실험으로 확인하였다.
적절한 계면활성제를 이용하여 파우더에 의한 막힘 현상이 없어진 것을 확인하기 위해서는 용기 속에 있는 원액이 완전히 분사될 수 있는지 여부를 확인하면 된다. 막힘 현상이 없을 경우 기상에 존재하는 액화석유가스의 양은 액상으로 존재하는 액화석유가스 양에 비해 매우 작으므로 원액의 완전분사를 추정할 수 있기 때문이다.

가설 설정

막힘 현상이 없을 경우 기상에 존재하는 액화석유가스의 양은 액상으로 존재하는 액화석유가스 양에 비해 매우 작으므로 원액의 완전분사를 추정할 수 있기 때문이다. 따라서 분사할 때 파우더가 균일한 농도로 유지되면 막힘 현상이 발생하지 않기 때문에 모든 원액이 분사될 것이라는 가정하에 분사 실험을 수행하였다. 분사실험 결과인 액화석유가스와 원액이 분사되는 과정을 Fig.

제안 방법

Table.1에 나타난 원액 처방 중에서 계면활성제로서 Fig. 1.에 나타낸 POE(40) HCO를 사용한 원액 처방을 이용하여 원액의 완전 분사실험을 수행하였으며 원액 대 액화석유가스 (LPG)의 무게비를 1 : 2 로 충진하였다.
액화석유가스를 충진한 후 아래 위로 서너차례 흔들어 균일한 상을 만든 후 5 - 10초간 분사하면서 그 상태를 체크하였으며 일정한 온도를 유지하기 위해 25℃항온실에 보관하면서 테스트를 진행하였다.
따라서 이러한 막힘 현상을 줄이기 위해서는 원액이 액화석유가스와 가능한 한 균일한 유화상태를 이루도록 유도하여 원액이 분사되는 시간동안 파우더의 농도가 균일하게 유지되도록 할 필요가 있다. 이러한 유화상태를 지속시켜주는 요소로는 계면활성제의 양과 폴리올의 양을 들 수 있으며 이 논문에서는 적은 양으로도 이러한 유화상태를 지속시켜줄 수 있는 계면활성제의 사용에 초점을 맞추었다. 즉 계면활성제를 사용할 경우 유화상태를 원하는 만큼 지속시킬 수 있으나 계면활성제의 양을 증가시키면 피부 자극이 증가하는 문제가 발생할 수 있으므로 제품을 사용하는 시간인 5-10 초 정도 유화상태를 지속시켜줄 정도의 양을 사용하면 되기 때문이다[1].
5wt% 이상일 경우 20초 이상의 분리 시간을 나타내었다. 이렇게 흔든 후 원액을 분사하는 시간을 측정한 결과 평균분사시간이 10초 이하 이어서 원액에 사용한 계면활성제의 양을 l.0wt%로 결정하였다[1,13].

대상 데이터

Ethanol(대한주정)은 POE(40) HCO를 용해시키는 동시에 향을 가용화 시키기 위해 사용되었으며 propyl paraben(Inolex, 미국)은 방부제로서 사용되었다. 정제수는 Milli Q Plus system을 이용하여 정제한 물을 사용하였으며 물의 계면장력은 71.
나누어진다. 본 실험에서는 화장품에서 주로 사용하는 수분산성 파우더 가운데 자외선 차단효과가 우수하고 피부자극성이 약한 파우더인 산화 아연(ZnO)를 이용하였다. 산화 아연은 선진화학(korea)에서 만든 상품명 SUNZNO를 사용했으며 1차 입자의 크기는 300nm이하이며 2차 입자의 크기는 2μm이하이다[5].
본 실험에서는 화장품에서 주로 사용하는 수분산성 파우더 가운데 자외선 차단효과가 우수하고 피부자극성이 약한 파우더인 산화 아연(ZnO)를 이용하였다. 산화 아연은 선진화학(korea)에서 만든 상품명 SUNZNO를 사용했으며 1차 입자의 크기는 300nm이하이며 2차 입자의 크기는 2μm이하이다[5]. 실험을 위한 화장수 원액의 처방은 Table 1에 나타내었다.
co.에서 제조한 밸브를 사용하였으며 밸브의 구성요소인 액츄에이터 (actuator)는 오리피스 (orifice)가 0.47mm(= 0.018 inch)이며 외부 제질이 PP로 이루어져있으며 스템 (stem) 부분은 오리피스가 0.41mm(= 0.016 inch)였다. 튜브의 길이는 용기 바닥에 닿을 정도의 길이로 조절했으며 크림핑 디멘션(crimping dimension)은 높이가 5.
Ethanol(대한주정)은 POE(40) HCO를 용해시키는 동시에 향을 가용화 시키기 위해 사용되었으며 propyl paraben(Inolex, 미국)은 방부제로서 사용되었다. 정제수는 Milli Q Plus system을 이용하여 정제한 물을 사용하였으며 물의 계면장력은 71.9 mN/m로서 문헌치와 일치하였다[9].

성능/효과

1) 원액에 파우더를 함유할 경우 파우더가 뭉치지 않도록 적절한 계면활성제를 선택하여, 액화석유가스와 원액이 균일하게 섞여있는 상태를 유지할 수 있도록 처방해야 한다.
2) 계면활성제는 액화석유가스와 원액의 유화상태 및 분사시 원액의 분출 형태를 종합적으로 판단하여 결정하여야 한다.
3) 분사제로서 액화석유가스를 사용할 경우 완전 분사가 가능하므로 올바른 사용법 유도를 통해 분사와 관련된 제품 하자를 줄일 수 있다.
따라서 세가지 계면활성제 중에서 가장 우수한 분사능을 보인 POE(40) HCO의 함량에따른 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 측정한 결과 POE(40) HCO의 양이 0.5 wt%이하일 경우 5초 미만의 분리 시간이 나타났으며 POE(40) HCO의 양이 1.5wt% 이상일 경우 20초 이상의 분리 시간을 나타내었다. 이렇게 흔든 후 원액을 분사하는 시간을 측정한 결과 평균분사시간이 10초 이하 이어서 원액에 사용한 계면활성제의 양을 l.
한편 계면활성제를 사용한 세 개의 보틀중에서 POE(40) HCO를 제외한 나머지 두개 보틀에서는 분사시 다량의 기포가 발생하여 추가 분사를 할 때 분사량이 줄어드는 현상이 발생하여 분사 시간이 길어질 경우 화장수 원액의 분사량이 줄어드는 현상이 발생하게되어 결과적으로 분사 안정성에 나쁜 영향을 미침을 알 수 있었다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증