[논문]고급알코올과 고급지방산이 O/W에멀젼의 유동특성에 미치는 영향

조춘구; 이강연; 김동남

초록
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Oil in water (O/W)에멀젼에서 에멀젼 안정화제로 사용되는 고급알코올과 고급지방산이 O/W에멀젼의 유동특성에 미치는 영향을 점도와 rheograms으로 분석하였다. 고급알코올과 고급지방산의 탄소 체인 길이가 증가할수록 O/W에멀젼의 점도가 상승하는 경향을 나타내었으며 고급알코올의 점도 상승 효과가 고급지방산보다 우수하였다. 또한 에멀젼 제조에 사용된 계면활성제의 친유부의 탄소 체인 길이에 유사한 스테아릴알코올과 세테아릴알코올의 점도 상승 효과가 가장 우수하였다. 고급알코올과 고급지방산이 첨가된 O/W에멀젼은 화장품 에멀젼이 보여주는 유동특성인 shear thinning을 나타내는 pseudo-plastic유체였다. 세틸알코올, 세테아릴알코올과 스테아릴알코올이 첨가된 O/W에멀젼은 thixotropy이었으며 농도가 증가할수록 thixotropic 현상이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 고급지방산보다는 고급알코올이 첨가된 O/W에멀젼이 더 thixotropic한 유동특성을 나타내었다. O/W에멀젼의 안정성과 관련된 점도상승과 사용감과 관련된 spreadability 향상을 위해 에멀젼 안정화제로 고급지방산보다는 고급알코올의 사용이 적합하리라 생각된다.

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The objective of this study is to analyze the influences of fatty alcohols and fatty acids on rheological properties of oil in water (O/W) emulsions using viscosity and rheograms. As the chain length of fatty alcohols and fatty acids lengthened, the viscosity of emulsions was increased. The influenc...

The objective of this study is to analyze the influences of fatty alcohols and fatty acids on rheological properties of oil in water (O/W) emulsions using viscosity and rheograms. As the chain length of fatty alcohols and fatty acids lengthened, the viscosity of emulsions was increased. The influence of fatty alcohols on viscosity enhancement was stronger than that of fatty acids. Both stearyl alcohol and cetearyl alcohol, which have carbon chain length similar to lipophilic portion of surfactant used in emulsion preparation, had showed the best increase in viscosity of O/W emulsions. O/W emulsions prepared with fatty alcohols and fatty acids were pseudo-plastic fluid and they showed shear thinning behaviour like as the common cosmetic emulsions. O/W emulsions prepared with cetyl alcohol, cetearyl alcohol and stearyl alcohol were thixotropic fluids and thixotropy increased with an increase in the concentration of fatty alcohols and fatty acids. Also O/W emulsions prepared with fatty alcohols were more thixotropic than those prepared with fatty acids. For the sake of viscosity increase related to O/W emulsions stability and spreadability enhancement related to payoff, it is thought that fatty alcohols are more useful than fatty acids in the O/W emulsions as the emulsion stabilizer.

주제어

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문제 정의

유화안정제인 고급알코올과 고급지방산이 O/W에멀젼 제조 시 널리 사용되지만 에멀젼의 안정화에 미치는 영향에 대하여 자세한 연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 고급알코올과 고급지방산이 O/W에멀젼의 유동특성에 미치는 영향을 점도와 전단응력(shear stress)와 전단속도(shear rate)의 관계를 나타내는 rheograms로 분석하고자 하였다.
본 연구에서는 고급알코올과 고급지방산이 O/W에멀젼의 유동 특성에 미치는 영향을 분석하였다.

제안 방법

, Japan)를 이용하여 3,000 rpm으로 5 min 동안 유화(emulsification)한 뒤 30 ℃까지 냉각하여 O/W에멀젼을 제조하였다. 비이온 계면활성제, 유동 파라핀, 글리세린의 양은 일정하게 고정하였으며 고급알코올과 고급지방산은 각각 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 wt%의 농도로 변화시켜 에멀젼을 제조하였다. 고급알코올과 고급지방산의 농도변화에 맞추어 증류수의 양을 변화시켜 100.
제조된 O/W에멀젼은 온도 25 ± 2 ℃, 상대습도 60 ± 5 %에서 보관하고 제조한 익일에 cone/plate type 1°, spindle C75-1로 shear rate 0 ∼ 500 s-1의 범위에서 왕복 6 min 동안 측정하였다.

대상 데이터

O/W에멀젼 제조에 비이온 계면활성제(nonionic surfactant)로 친수성 계면활성제인 폴리소르베이트 60(polysorbate 60, Croda Singapore Pte Ltd., Singapore)과 친유성 계면활성제인 소르비탄 스테아레이트(sorbitan stearate, Croda Singapore Pte Ltd., Singapore)를 혼합하여 사용하였다. 분산상인(dispersed phase) 오일은 유동 파라핀(liquid paraffin, Yakuri pure chemicals, Japan)을 사용하였다.
분산상인(dispersed phase) 오일은 유동 파라핀(liquid paraffin, Yakuri pure chemicals, Japan)을 사용하였다. 고급알코올은 세틸알코올(cetyl alcohol, Henkel KGaA, Germany), 세테아릴알코올(cetearyl alcohol, Cognis, Germany), 스테아릴알코올(stearyl alcohol, Kao Corporation, Japan), 베헤닐알코올(behenyl alcohol, Henkel KGaA, Germany)을 사용하였으며 세테아릴알코올의 조성은 세틸알코올이 47.5 %, 스테아릴알코올이 49.4 %였다. 고급지방산으로는 라우린산(lauric acid, LG H&H, Korea), 미리스틴산(myristic acid, LG H&H, Korea), 팔미틴산(palmitic acid, LG H&H, Korea), 스테아린산(stearic acid, LG H&H, Korea)을 사용하였다.
고급지방산으로는 라우린산(lauric acid, LG H&H, Korea), 미리스틴산(myristic acid, LG H&H, Korea), 팔미틴산(palmitic acid, LG H&H, Korea), 스테아린산(stearic acid, LG H&H, Korea)을 사용하였다.
, Singapore)를 혼합하여 사용하였다. 분산상인(dispersed phase) 오일은 유동 파라핀(liquid paraffin, Yakuri pure chemicals, Japan)을 사용하였다. 고급알코올은 세틸알코올(cetyl alcohol, Henkel KGaA, Germany), 세테아릴알코올(cetearyl alcohol, Cognis, Germany), 스테아릴알코올(stearyl alcohol, Kao Corporation, Japan), 베헤닐알코올(behenyl alcohol, Henkel KGaA, Germany)을 사용하였으며 세테아릴알코올의 조성은 세틸알코올이 47.
고급지방산으로는 라우린산(lauric acid, LG H&H, Korea), 미리스틴산(myristic acid, LG H&H, Korea), 팔미틴산(palmitic acid, LG H&H, Korea), 스테아린산(stearic acid, LG H&H, Korea)을 사용하였다. 연속상(continuous phase)으로는 보습제로 자주 이용되는 글리세린(glycerin, Junsei chemical co., Ltd, Japan)을 녹인 증류수(distilled water)를 사용하였다.

성능/효과

또한 고급지방산은 탄소 체인이 길어질수록 점도가 증가하였으며 고급알코올은 탄소 체인의 길이증가에 따라 점도가 증가하다가 베헤닐알코올에서는 점도가 감소하였다. O/W에멀젼 제조에 사용된 계면활성제의 탄소 체인의 길이(C₁₈)와 유사한 길이의 탄소 체인을 가진 세테아릴알코올(C₁₆ + C₁₈)과 스테아릴알코올(C₁₈)의 점도가 가장 높았다.
Shear rate의 변화에 따른 shear stress의 up and down curve로 둘러싸인 HL면적은 모든 고급알코올 2.0 wt%에서 가장 넓었으며 세틸알코올, 세테아릴알코올, 스테아릴알코올은 농도가 증가할수록 HL면적이 증가하는 경향을 나타내었고 베헤닐알코올도 HL면적이 증가하는 경향을 나타내었지만 다른 알코올에 비하여는 상대적으로 증가경향이 크지 않았다. 세틸알코올, 세테아릴알코올과 스테아릴알코올은 농도 증가에 따라 유체의 내부 구조를 파괴하여 거동하는데 요구되는 값으로 해석되는 yield value[10]가 증가하였으나 베헤닐알코올은 모든 농도에서 거의 유사한 yield value를 나타내었다.
0 wt%에서 1,700 cP이었다. 고급알코올과 고급지방산의 농도가 증가 할수록 O/W에멀젼의 점도가 증가하였으며 고급알코올을 첨가한 O/W에멀젼이 고급지방산을 첨가한 O/W에멀젼보다 더 높은 점도를 나타내었다. 또한 고급지방산은 탄소 체인이 길어질수록 점도가 증가하였으며 고급알코올은 탄소 체인의 길이증가에 따라 점도가 증가하다가 베헤닐알코올에서는 점도가 감소하였다.
고급알코올과 고급지방산의 탄소 체인이 길수록, 사용된 계면활성제의 친유부 탄소 체인의 길이에 근접할수록 O/W에멀젼에 대한 점도 상승 효과가 크게 나타났으며 self-bodying작용을 하는 고급알코올의 점도 상승 효과가 고급지방산보다 우수하였다.
고급알코올과 고급지방산이 첨가된 O/W에멀젼은 non-Newtonian의 pseudo-plastic 유체였으며 세틸알코올, 세테아릴알코올과 스테아릴알코올이 첨가된 O/W에멀젼은 thixotropic 현상이 나타났고 그들의 농도가 증가할수록 thixotropic 현상이 증가하는 경향을 나타내었다. 화장품과 제약분야에서 널리 이용되는 크림, 로션, 연고제형은 주로 O/W에멀젼으로 피부에 펴 발라서 사용하게 되는데 shear에 의해 유동성이 증가하여 펴발림성(spreadability)을 상승시키는 thixotropic 현상이 유효 성분의 피부흡수에 영향을 미친다[13].
HL면적은 에멀젼의 thixotropy로 해석되는데[9] 모든 고급알코올에서 thixotropic 현상이 나타났으며 농도가 증가할수록 thixotropic 현상이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 세틸알코올, 세테아릴알코올과 스테아릴알코올의 thixotropic 현상이 베헤닐알코올보다 훨씬 크게 나타났는데 이는 O/W에멀젼을 형성시키는 계면활성제의 탄소 체인의 길이와 근접하는 탄소수를 가진 고급알코올이 thixotropic 현상을 더 크게 나타내는 것으로 생각된다.

후속연구

화장품과 제약분야에서 널리 이용되는 크림, 로션, 연고제형은 주로 O/W에멀젼으로 피부에 펴 발라서 사용하게 되는데 shear에 의해 유동성이 증가하여 펴발림성(spreadability)을 상승시키는 thixotropic 현상이 유효 성분의 피부흡수에 영향을 미친다[13]. 따라서 O/W에멀젼 제조 시에 안정성과 밀접한 관련이 있는 점도와 사용감에 관련이 있는 펴발림성을 고려하여 유화안정제로 고급지방산보다는 고급알코올의 사용이 적당하리라 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	에멀젼은 주로 무엇으로 구성되는가?	또한 다상에멀젼(multiple emulsion)으로 O/W에멀젼이 오일에 재분산된 oilin-water-in-oil (O/W/O)에멀젼과 W/O에멀젼이 물에 재분산된 water-in-oil-in-water (W/O/W)에멀젼이 있으며[5,6] Figure 1에 분산형태에 따른 에멀젼을 나타내었다. 에멀젼은 주로 물, 오일, 계면활성제로 구성되어 있으며 열역학적으로 불안정하여 크리밍(creaming), 응집(flocculation), 합일(coalescence) 등을 거쳐 분리된다[7]. 이런 에멀젼의 분리를 지연시키고자 점증제(thickener), 유화안정제(emulsion stabilizer), 고분자(polymer), 보조계면활성제(co-surfactant) 등이 첨가되며 수상과유상의 비율, 분산된 유화입자의 크기 및 분포, 유화제의농도, 유화온도, 제타전위 등이 조절된다.
	에멀젼이란 무엇인가?	에멀젼(emulsion)은 물과 오일처럼 서로 혼합되지 않는 두 액체의 한 쪽을 미립자(분산질)로서 다른 쪽 액체(분산매)중에 안정한 상태로 분산시킨 것으로 화장품, 제약, 식품, 도료 등에 널리 이용되고 있다[1-4]. 에멀젼은 분산형태에 따라 oil-in-water (O/W)에멀젼과 water-in-oil (W/O)에멀젼이 있다.

참고문헌 (13)

P. F. Becher, Strength degradation in SiC and $Si_3N_4$ ceramics by exposure to coal slags at high temperatures, J. Mater. Sci., 19, 2805 (1984)

상세보기
P. F. Becher, Encyclopedia of emulsion technology, 5, 133, Marcel Dekker, New York (1985)
A. J. O'lenick Jr., Properties of surfactants: emulsions, Cosmetics & Toiletries, 120(12), 91 (2005)
K. Klein, Formulating cosmetic emulsions: a beginner's guide, Cosmetics & Toiletries, 120(1), 75 (2005)

상세보기
T. Tadros, Application of rheology for assessment and prediction of the long-term physical stability of emulsions, Adv. Colloid Interface Sci., 108, 227 (2004)

상세보기
R. Schueller and P. Romanowski, Understanding emulsion, Cosmetics & Toiletries, 113(9), 39 (1998)

상세보기
P. C. Heimennz, Principle of colloid and surface chemistry, 122, Marcel Marcel, New York (1986)
P. Voorhees, The theory of Ostwald ripening, J. Stat. Phys., 38, 231 (1985)

상세보기
P. E. Miner, Rheological properties of cosmetics and toiletries, ed. Dennis Laba, 322, Marcel Dekker, New York (1993)
C. H. Lee, V. Moturi, and Y. G. Lee, Thixotropic property in pharmaceutical formulations, J. Controlled Release, 136, 88 (2009)

상세보기
H. A. Barnes, Thixotropy-a review, J. Non-Newton. Fluid. Mech., 70, 1 (1997)

상세보기
B. Sheth, Vicosity measurement and interpretation of viscosity data, J. Texture Stud., 7(2), 157 (2007)

상세보기
H. S. Bean, A. H. Beckett, and J. E. Carless, Advances in pharmaceutical science, 4, Academic press, London (1974)

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