비이온 계면활성제와 유화안정제가 O/W 유화 제형에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 비이온 계면활성제와 유화안정제 종류를 달리한 여러 제형을 만들어 이들의 유변학적 특성을 비교하였다. 친수성 비이온 계면활성제는 polysorbate 60 (Tween 60), PEG-60 hydrogenated castor oil (HCO 60), octyldodeceth-16 (OD 16), ceteareth-6 olivate (Olivem 800) 등을 사용하였고, 유화안정제로는 cetyl alcohol, glyceryl monostearate, stearic acid 등을 각각 사용하였다. Octyldodeceth-16을 사용한 유화 제형에서만 상분리가 일어나고 나머지 제형은 모두 안정한 상을 유지하였다. 계면활성제 ceteareth-6 olivate와 유화안정제 cetyl alcohol을 혼합 사용한 제형의 점도, 경도, 크림성 등이 가장 높게 나타나고 유화된 입자 사이즈도 가장 큰 값으로 측정되었다. 이와 같은 결과는 유화 제형에 액정이 많이 생성되면서 네트워크 구조의 텍스처가 형성되었기 때문이다. 이 제형에서는 탄성적 특성이 크게 나타나고 힘이 가해지는 이력에 따라 점도 값이 달라지는 씩소트로픽 현상이 나타났다.
비이온 계면활성제와 유화안정제가 O/W 유화 제형에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 비이온 계면활성제와 유화안정제 종류를 달리한 여러 제형을 만들어 이들의 유변학적 특성을 비교하였다. 친수성 비이온 계면활성제는 polysorbate 60 (Tween 60), PEG-60 hydrogenated castor oil (HCO 60), octyldodeceth-16 (OD 16), ceteareth-6 olivate (Olivem 800) 등을 사용하였고, 유화안정제로는 cetyl alcohol, glyceryl monostearate, stearic acid 등을 각각 사용하였다. Octyldodeceth-16을 사용한 유화 제형에서만 상분리가 일어나고 나머지 제형은 모두 안정한 상을 유지하였다. 계면활성제 ceteareth-6 olivate와 유화안정제 cetyl alcohol을 혼합 사용한 제형의 점도, 경도, 크림성 등이 가장 높게 나타나고 유화된 입자 사이즈도 가장 큰 값으로 측정되었다. 이와 같은 결과는 유화 제형에 액정이 많이 생성되면서 네트워크 구조의 텍스처가 형성되었기 때문이다. 이 제형에서는 탄성적 특성이 크게 나타나고 힘이 가해지는 이력에 따라 점도 값이 달라지는 씩소트로픽 현상이 나타났다.
To investigate the effect of nonionic surfactant and emulsion stabilizer on O/W emulsions, various emulsion formulations with different types of nonionic surfactants and emulsion stabilizers were prepared and their rheological properties were compared. In this study, polysorbate 60 (Tween 60), PEG-6...
To investigate the effect of nonionic surfactant and emulsion stabilizer on O/W emulsions, various emulsion formulations with different types of nonionic surfactants and emulsion stabilizers were prepared and their rheological properties were compared. In this study, polysorbate 60 (Tween 60), PEG-60 hydrogenated castor oil (HCO 60), octyldodeceth-16 (OD 16), and ceteareth-6 olivate (Olivem 800) were used as hydrophilic nonionic surfactants, whereas cetyl alcohol, glyceryl monostearate, and stearic acid as emulsion stabilizers. Phase separation occurred only in the emulsion formulation with octyldodeceth-16 and all other emulsion formulations maintained a stable phase. The viscosity, hardness, and creaminess of emulsion formulation using a mixture of ceteareth-6 olivate and cetyl alcohol were the highest, and the emulsified droplet size was also the largest. These results are due to the formation of a network structure texture with the development of a large amount of liquid crystal in the O/W emulsion. In this formulation, the value of elastic modulus was large and the thixotropic behavior, in which the viscosity varies with the history of external force, was observed.
To investigate the effect of nonionic surfactant and emulsion stabilizer on O/W emulsions, various emulsion formulations with different types of nonionic surfactants and emulsion stabilizers were prepared and their rheological properties were compared. In this study, polysorbate 60 (Tween 60), PEG-60 hydrogenated castor oil (HCO 60), octyldodeceth-16 (OD 16), and ceteareth-6 olivate (Olivem 800) were used as hydrophilic nonionic surfactants, whereas cetyl alcohol, glyceryl monostearate, and stearic acid as emulsion stabilizers. Phase separation occurred only in the emulsion formulation with octyldodeceth-16 and all other emulsion formulations maintained a stable phase. The viscosity, hardness, and creaminess of emulsion formulation using a mixture of ceteareth-6 olivate and cetyl alcohol were the highest, and the emulsified droplet size was also the largest. These results are due to the formation of a network structure texture with the development of a large amount of liquid crystal in the O/W emulsion. In this formulation, the value of elastic modulus was large and the thixotropic behavior, in which the viscosity varies with the history of external force, was observed.
제형의 최종 특성에 계면활성제 및 유화안정제가 큰 영향력을 미치는데도 불구하고, 기존 연구에서는 계면활성제, 유화안정제 각각의 화학구조와 제형 특성 간 관계에 대 한 설명이 많이 부족한 편이다. 따라서 본 연구에서는 구조 형태와 관능기가 각각 다른 비이온 계면활성제와 유화안정제를 선택하여 여러 O/W 유화 제형을 만들었을 때, 제형의 안정성, 유변학적 거동, 텍스처 변화 등을 살펴보았다. 그리고 비이온 계면활성제 및 유화안정제의 구조형태, 관능기 및 액정 생성여부 등이 제형의 특성에 미치는 영향에 대해 분석하였다.
제안 방법
제조된 유화 제형의 pH, 입자크기, 점도(viscosity), 경도(hardness), 크림성(creaminess), 점탄성(viscoelasticity) 등을 측정하였다. 점성이 높은 유화 제형의 pH 측정을 위해 Mettler Toledo사의 seven compact S220 모델과 Viscous Pro-ISM 프로브(probe) 전극을 사용하였다.
대상 데이터
본 연구에서 O/W 유화 제형을 만들기 위해 친유성 계면활성제는 sorbitan sesquioleate (상품명 Arlacel 83, KAO사 제품) 하나만을 공통적으로 사용하고, 친수성 계면활성제는 polysorbate 60 (상품명 Tween 60, Tokyo Chemical사), PEG-60 hydrogenated castor oil (상품명 HCO 60, Nikkol사), octyldodeceth-16 (상품명 OD 16, Nihon Emulsion사), ceteareth-6 olivate (상품명 Olivem 800, B&T사) 등 4종류를 사용하였다. 친수성 계면활성제의 화학구조를 Figure 1에 나타내었고, 이후 본문 내용에 계면활성제의 명칭은 편의상 상품명으로 표기하였다.
친수성 계면활성제의 화학구조를 Figure 1에 나타내었고, 이후 본문 내용에 계면활성제의 명칭은 편의상 상품명으로 표기하였다. 유화 안정제는 cetyl alcohol (KAO사), glyceryl monostearate (광일사), stearic acid (Nippon Oil & Fat사)의 제품을 각각 사용하였다. 제형에 실키 (silky)한 감촉을 부여하는 실리콘 오일로 cyclopentasiloxane (상품명 DC 1501, Dow Corning사)을 사용하였고, 가벼운 느낌의 유성 원료로 탄화수소인 isododecane (Lanxess Distribution GmbH사)을 사용하였다.
성능/효과
계면활성제와 유화안정제 종류를 달리하여 O/W 유화 제형의 특성 변화를 살펴본 결과, 친수성 계면활성제 Olivem 800과 유화안정제 cetyl alcohol을 혼합 사용한 제형의 점도, 경도, 크림성 등이 가장 높게 나타났다. 이런 현상은 위 제형에서 유화 입자 주위로 액정이 잘 발달되어 이들 간 상호 인력에 의해 네트워크 구조의 텍스처가 형성되었기 때문이다.
위 제형의 유화 입자크기가 가장 크게 나타난 것도 유화 입자 주변의 액정 형성이 원인이다. 액정에 의한 네트워크 구조의 텍스처로 인하여 탄성적 특성이 크게 나타나고 힘이 가해지는 이력에 따라 점도 값이 달라지는 씩소트로픽 현상이 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유화(emulsion)란 무엇인가?
유화(emulsion)란 물과 오일처럼 서로 섞이지 않는 액체 중 하나를 다른 쪽 액체 중에 분산시킨 상태를 의미하며, 이러한 유화는 산업적으로 화장품, 의약품, 식품, 페인트 도료, 접착제, 농약 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 유화 시스템을 만들기 위해서는 계면활성제 사용이 필수적인데, 계면활성제는 물과 오일의 계면에 위치하여 물과 오일 사이의 계면장력을 저하시키거나 또는 전기 이중층을 형성하여 유화를 안정화 시키는 역할을 하게 된다[1].
계면활성제 ceteareth-6 olivate와 유화안정제 cetyl alcohol이 혼합된 제형이 유화된 입자 사이즈가 가장 크게 나온 이유는 무엇인가?
계면활성제 ceteareth-6 olivate와 유화안정제 cetyl alcohol을 혼합 사용한 제형의 점도, 경도, 크림성 등이 가장 높게 나타나고 유화된 입자 사이즈도 가장 큰 값으로 측정되었다. 이와 같은 결과는 유화 제형에 액정이 많이 생성되면서 네트워크 구조의 텍스처가 형성되었기 때문이다. 이 제형에서는 탄성적 특성이 크게 나타나고 힘이 가해지는 이력에 따라 점도 값이 달라지는 씩소트로픽 현상이 나타났다.
계면활성제의 역할은 무엇인가?
유화(emulsion)란 물과 오일처럼 서로 섞이지 않는 액체 중 하나를 다른 쪽 액체 중에 분산시킨 상태를 의미하며, 이러한 유화는 산업적으로 화장품, 의약품, 식품, 페인트 도료, 접착제, 농약 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 유화 시스템을 만들기 위해서는 계면활성제 사용이 필수적인데, 계면활성제는 물과 오일의 계면에 위치하여 물과 오일 사이의 계면장력을 저하시키거나 또는 전기 이중층을 형성하여 유화를 안정화 시키는 역할을 하게 된다[1]. 계면활성제의 역할에도 불구하고 유화는 평형상태로 존재하는 것이 아니라 열역학적으로 불안정한 시스템이기 때문에 언젠가는 파괴되어 두 액체 간 상분리(phase separation)가 일어나게 된다[2].
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