[논문]오일 팜 수간 유래 CNF (cellulose nanofibrils)의 화장품 보습제 적용을 위한 보습력 평가

송우용; 신수정

doi:10.7584/ktappi.2016.48.2.091

오일 팜 수간 유래 CNF (cellulose nanofibrils)의 화장품 보습제 적용을 위한 보습력 평가
Evaluation of water holding property for applying a cosmetic moisturizer from oil palm trunk CNF 원문보기

펄프 종이기술 = Journal of Korea TAPPI, v.48 no.2, 2016년, pp.91 - 98

Abstract ▼ AI-Helper

Cellulose nanofibrils (CNF) was made from oil palm trunk (OPT) with soda-anthraquinone pulping, chlorine dioxide bleaching, carboxymethylation, followed by mechanical grinding. Size of this CNF was 16-40 nm of width confirmed by TEM. To evaluate CNF from OPT as cosmetics raw materials for moisturizing component, water holding properties was compared with hyaluronic acid and collagen. CNF from OPT had better water holding property than collagen or hyaluronic acid whether phenoxyethanol was added as antiseptic or without additive.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 건조가 어려운 나노셀룰로오스의 특성을 고려하여 보습력이 중요한 화장품 보습제 원료의 적용 특성을 확인하고자 하였다. 기존 화장품 보습제 중 시장 지배력이 큰 히알루론산과 콜라겐을 비교 물질로 하여 오일 팜 수간을 원료로 제조한 표백 펄프로 제조한 CNF와 보습력을 비교하여 화장품 보습제로의 적용 가능성을 확인하였다.

제안 방법

본 연구에서는 건조가 어려운 나노셀룰로오스의 특성을 고려하여 보습력이 중요한 화장품 보습제 원료의 적용 특성을 확인하고자 하였다. 기존 화장품 보습제 중 시장 지배력이 큰 히알루론산과 콜라겐을 비교 물질로 하여 오일 팜 수간을 원료로 제조한 표백 펄프로 제조한 CNF와 보습력을 비교하여 화장품 보습제로의 적용 가능성을 확인하였다.

대상 데이터

CNF 제조에 사용한 원료는 말레이시아에서 25-30년 생장한 오일 팜 수간을 아시아나노셀루로오스(주)사에서 공급받아 사용하였다. 보습력 비교에 사용한 콜라겐(Geltech, Korea)과 히알루론산은 sodium hyaluronate(Bioland, Korea)를 사용하였다.
CNF 제조에 사용한 원료는 말레이시아에서 25-30년 생장한 오일 팜 수간을 아시아나노셀루로오스(주)사에서 공급받아 사용하였다. 보습력 비교에 사용한 콜라겐(Geltech, Korea)과 히알루론산은 sodium hyaluronate(Bioland, Korea)를 사용하였다.

성능/효과

본 연구에서는 오일 팜 수간을 원료로 하는 CNF의 보습력을 화장품 원료인 히알루론산과 콜라겐과 비교하여 그특성을 확인하였다. 연구 결과 오일 팜 수간 CNF의 보습력은 히알루론산과 콜라겐과 비교하였을 때 비슷하거나 더 높은 결과를 확인하였다. 이러한 특성은 CNF 제조과정 중 전처리 과정인 카르복시메틸화에 의해 섬유의 친수성이 증가하였고, 그라인딩 과정에서 섬유의 피브릴화와 섬유 절단으로 인해 표면적이 증가하고, 표면적이 증가한 만큼 수산기의 노출이 많아져 친수성이 증가하여 보습력이 높은 것으로 판단된다.
연구 결과 오일 팜 수간 CNF의 보습력은 히알루론산과 콜라겐과 비교하였을 때 비슷하거나 더 높은 결과를 확인하였다. 이러한 특성은 CNF 제조과정 중 전처리 과정인 카르복시메틸화에 의해 섬유의 친수성이 증가하였고, 그라인딩 과정에서 섬유의 피브릴화와 섬유 절단으로 인해 표면적이 증가하고, 표면적이 증가한 만큼 수산기의 노출이 많아져 친수성이 증가하여 보습력이 높은 것으로 판단된다. 이러한 CNF의 특성을 이용하면 히알루론산과 콜라겐을 사용하던 보습력 기반 화장품 원료를 대체 할 수 있을것으로 판단된다.
1). 제조된 오일 팜 수간 CNF의 관찰 결과 CNF의 크기는 16-40 nm로 확인되었다. 오일 팜 수간을 구성하는 세포가 섬유 상의 관다발만 존재하는 것이 아닌 유세포도 일반 목재에 비해 높은 비율이 존재하기 때문에²¹⁾ 이러한 크기의 CNF 가 만들어진 것으로 사료된다.

후속연구

이러한 특성은 CNF 제조과정 중 전처리 과정인 카르복시메틸화에 의해 섬유의 친수성이 증가하였고, 그라인딩 과정에서 섬유의 피브릴화와 섬유 절단으로 인해 표면적이 증가하고, 표면적이 증가한 만큼 수산기의 노출이 많아져 친수성이 증가하여 보습력이 높은 것으로 판단된다. 이러한 CNF의 특성을 이용하면 히알루론산과 콜라겐을 사용하던 보습력 기반 화장품 원료를 대체 할 수 있을것으로 판단된다. ;

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	포도당이 가진 수산기는 어떤 특징을 나타내는가?	포도당은 단량체 내에 5개의 수산기를 가지며 셀룰로오스로 중합되는 과정에서 두 개의 수산기 축합 반응에 사용된 후 고분자 구조 내에는 3개의 결합하지 않은 수산기를 가지고 있으며 이들 수산기는 분자 내 수소결합과 분자 간 수소결합을 통하여 결정구조를 가능하게 한다.
	나노셀룰로오스를 기계적으로 처리한 첫 번째 시도는 무엇인가?	고분자를 더 작은 크기로 가공하면 비표면적이 증가하면서 새로운 물성을 나타낸다. ITT사 Rayonier연구실에서 셀룰로오스를 우유 가공 장치인 Gaulin형 homogenizer로 고온 고압에서 가공하여 겔 형태의 물질로 전환시켰는데 이것이 나노, 마이크로 크기로 셀룰로오스를 기계적으로 처리한 첫 번째 시도이다. 6) 이후 디스크밀형의 나노그라인더, 고압 microfluidizer 등의 장치가 개발되어 기계적 처리에 의한 나노셀룰로오스가 제조되고 있다.
	셀룰로오스는 무엇인가?	셀룰로오스는 포도당 분자가 베타-1,4-결합에 의하여 만들어진 선형 고분자 물질이며, 지구상에 가장 널리 존재하는 유기물로 일반적으로 식물의 엽록체에서 광합성에 의해서 생성된 포도당의 연결체 고분자이지만 일부 박테리아가 포도당을 원료로 합성을 하기도 하고, 멍게의 껍질을 구성하는 동물성 셀룰로오스도 존재한다. 1-3) 식물 세포벽 내에서 마이크로 피브릴을 구성하며 분자 내 수소결합과 분자 간 수소결합을 통하여 셀룰로오스의 강도적 특성을 부여한다.

참고문헌 (29)

O'Sullivan, A. C., Cellulose: the structure slowly unravels. Cellulose, 4(3):173-207 (1997).
Maneerung, T., Tokura, S., and Rujiravanit, R., Impregnation of silver nanoparticles into bacterial cellulose for antimicrobial wound dressing. Carbohydrate Polymers, 72(1):43-51 (2008).

상세보기
Sasakura, Y., Nakashima, K., Awazu, S., Matsuoka, T., Nakayama, A., Azuma, J. I., and Satoh, N., Transposon-mediated insertional mutagenesis revealed the functions of animal cellulose synthase in the ascidian Ciona intestinalis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102(42):15134-15139 (2005).
Meinert, M. C., and Delmer, D. P., Changes in biochemical composition of the cell wall of the cotton fiber during development. Plant Physiology, 59(6):1088-1097 (1977).

상세보기
Park, H. J., Han, J. S., Son, H. N., and Seo, Y. B., Study of cotton linter pre-treatment process for producing high quality regenerated fibers for fabrics. Journal of Korea TAPPI, 45(3):27-35 (2013).
Turbak, A. F., Snyder, F. W., and Sandberg, K. R., Microfibrillated cellulose, a new cellulose product: properties, uses, and commercial potential. Journal of Applied Polymer Science.: Applied Polymer Symposium, 37 (1983).
Missoum, K., Belgacem, M. N., and Bras, J., Nanofibrillated cellulose surface modification: a review. Materials, 6(5):1745-1766 (2013).

상세보기
Nechyporchuk, O., Pignon, F., and Belgacem, M. N., Morphological properties of nanofibrillated cellulose produced using wet grinding as an ultimate fibrillation process. Journal of Material Science, 50:531-541 (2015).

상세보기
Cervin, N. T., Andersson, L., Ng, J. B. S., Olin, P., Bergstrom, L., and Wagberg, L., Lightweight and strong cellulose materials made from aqueous foams stabilized by nanofibrillated cellulose. Biomacromolecules, 14(2):503-511 (2013).

상세보기
Isogai, T., Saito, T., and Isogai, A., Wood cellulose nanofibrils prepared by TEMPO electro- mediated oxidation. Cellulose, 18(2):421-431 (2011).

상세보기
Naderi, A., Lindstrom, T., and Pettersson, T., The state of carboxymethylated nanofibrils after homogenization-aided dilution from concentrated suspensions: a rheological perspective. Cellulose, 21(4):2357-2368 (2014).

상세보기
Aulin, C., Salazar-Alvarez, G., and Lindstrom, T., High strength, flexible and transparent nanofibrillated cellulose-nanoclay biohybrid films with tunable oxygen and water vapor permeability. Nanoscale, 4(20):6622-6628 (2012).

상세보기
Ho, T. T., Zimmermann, T., Ohr, S., and Caseri, W. R., Composites of cationic nanofibrillated cellulose and layered silicates: water vapor barrier and mechanical properties. ACS Applied Materials & Interfaces, 4(9):4832-4840 (2012).

상세보기
Aulin, C., Gallstedt, M., and Lindstrom, T., Oxygen and oil barrier properties of microfibrillated cellulose films and coatings. Cellulose, 17(3):559-574 (2010).

상세보기
Stevanic, J. S., Bergstrom, E. M., Gatenholm, P., Berglund, L., and Salmen, L., Arabinoxylan/ nanofibrillated cellulose composite films. Journal of Materials Science, 47(18):6724-6732 (2012).

상세보기
Peng, Y., Gardner, D. J., and Han, Y., Drying cellulose nanofibrils: in search of a suitable method. Cellulose, 19(1):91-102 (2012).

상세보기
Moon, R. J., Martini, A., Nairn, J., Simonsen, J., and Youngblood, J., Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites. Chemical Society Reviews, 40(7):3941-3994 (2011).

상세보기
Kolakovic, R., Laaksonen, T., Peltonen, L., Laukkanen, A., and Hirvonen, J., Spraydried nanofibrillar cellulose microparticles for sustained drug release. International Journal of Pharmaceutics, 430(1):47-55 (2012).

상세보기
Cha, S. H., Lee, J. S., Kim, Y. S., Kim, D. U., Moon, J. C., and Park, K. P., Properties of fucoidan as raw materials of water-holding cream and cosmetics. Korean Chemical Engineering Research, 48(1):27-32 (2010).
Sung, Y.-J., Lee, J.-W., Kim, S.-B., and Shin, S.-J., Comparison of the soda-anthraquinone pulping properties between imported eucalyptus mixture chips and domestic yellow poplar (Liriodendron tulipifera) chips, Journal of Korea TAPPI, 10(3):22-27 (2010).
Mhd Ramle, S. F., Sulaiman, O., Hashim, R., Arai, T., Kosugi, A., Abe, H., and Mori, Y., Characterization of parenchyma and vascular bundle of oil palm trunk as function of storage time. Lignocellulose Journal, 1(1):33-44 (2012).
Iwamoto, S., Nakagaito, A. N., and Yano, H., Nano-fibrillation of pulp fibers for the processing of transparent nanocomposites. Applied Physics A, 89(2):461-466 (2007).

상세보기
Iwamoto, S., Nakagaito, A. N., Yano, H., and Nogi, M., Optically transparent composites reinforced with plant fiber-based nanofibers. Applied Physics A, 81(6):1109-1112 (2005).

상세보기
Alemdar, A., and Sain, M., Isolation and characterization of nanofibers from agricultural residues-Wheat straw and soy hulls. Bioresource Technology, 99(6):1664-1671 (2008).

상세보기
Taniguchi, T., and Okamura, K., New films produced from microfibrillated natural fibres. Polymer International, 47(3):291-294 (1998).

상세보기
Yeh, A. I., Huang, Y. C., and Chen, S. H., Effect of particle size on the rate of enzymatic hydrolysis of cellulose. Carbohydrate Polymers, 79(1):192-199 (2010).

상세보기
Lee, S. H., Inoue, S., Teramoto, Y., and Endo, T., Enzymatic saccharification of woody biomass micro/nanofibrillated by continuous extrusion process II: effect of hot-compressed water treatment. Bioresource Technology, 101(24):9645-9649 (2010).

상세보기
Lee, S. H., Chang, F., Inoue, S., and Endo, T., Increase in enzyme accessibility by generation of nanospace in cell wall supramolecular structure. Bioresource Technology, 101(19):7218-7223 (2010).

상세보기
Connolly, P., Bloomfield, S. F., and Denyer, S. P., The use of impedance for preservative efficacy testing of pharmaceuticals and cosmetic products. Journal of Applied Bacteriology, 76(1):68-74 (1994).

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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