[논문]파우더와 오일의 배합 비율이 탈크 프리 프레스드 파우더 제형의 안정성에 미치는 영향에 관한 연구

오지원; 김현지; 곽병문; 조한태; 이미기; 빈범호

doi:10.15230/scsk.2021.47.1.31

파우더와 오일의 배합 비율이 탈크 프리 프레스드 파우더 제형의 안정성에 미치는 영향에 관한 연구
A Study on the Influence of Blending Ratio of Powder and Oil on the Stability of Talc-Free Pressed Powder Formulation 원문보기

大韓化粧品學會誌 = Journal of the society of cosmetic scientists of Korea, v.47 no.1, 2021년, pp.31 - 40

오지원 (아주대학교 응용생명공학과) , 김현지 (아주대학교 응용생명공학과) , 곽병문 (세명대학교 한의과) , 조한태 (아주대학교 응용생명공학과) , 이미기 (경기도경제과학진흥원) , 빈범호 (아주대학교 응용생명공학과)

초록
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프레스드 파우더의 주요 안정성 요인으로 경도와 낙하 안정도가 있다. 일반적으로 탈크가 포함된 프레스드 파우더의 경우 경도와 낙하 안정도를 고르게 충족시키며 사용감도 우수하지만 최근 탈크의 석면 이슈로 인해 대체를 원하는 고객들이 늘고 있다. 따라서 안정성을 유지하면서 사용감도 떨어지지 않는 탈크 프리 프레스드 파우더 제형의 개발이 시급하다. 본 연구에서는 탈크 프리 프레스드 파우더를 만들기 위한 최적의 원료 배합 비율을 찾기 위한 실험을 진행하였다. 파우더에 주로 사용되는 원료들의 특성을 확인하고 비율을 변화시켜 실험하여 명도와 경도를 측정하고 낙하 시험을 실시하였다. 천연 마이카 함량이 합성 마이카보다 많거나, 코팅된 실리카 대신 논 코팅 실리카를 사용할 경우 탈크가 포함된 내용물보다 경도와 낙하 안정도는 낮지만 명도는 유사하였다. 반대로 합성 마이카 함량이 천연 마이카 함량과 동일하거나 높을 경우, 코팅된 실리카 함량이 논코팅 실리카 함량과 동일하거나 높은 경우에 탈크가 포함된 내용물의 경도, 낙하 안정도와는 유사하였으나 명도는 낮게 측정되었다. 탈크가 포함된 내용물보다 경도는 높지만 낙하 안정성은 떨어지는 현상도 발견하여 경도와 낙하 안정성의 상관관계에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The main stability factors of the pressed powder include hardness and drop stability. In general, for pressed powder with talc, the hardness and drop stability are evenly met and the skin texture is excellent. Recently, more than ever customers are looking for a replacement due to asbestos issue of talc. Therefore, it is urgent to develop a pressed powder formulation without talc that maintains stability and does not lose its sense of use. In this study, experiments were conducted to find the optimal ingredients mixing ratio to make talc-free pressed powder. The characteristics of raw materials used mainly in powder were checked and the ratio was changed, and the lightness and hardness were measured and drop test was conducted. If the natural mica ratio was higher than the synthetic mica or non-coated silica was used instead of the coated silica, the hardness and drop stability were lower than the content containing talc, but the lightness was similar. Conversely, if the synthetic mica ratio was equal to or higher than the natural mica ratio and the coated silica ratio was equal to or higher than the non-coated silica ratio, the hardness and drop stability of the content containing talc were similar, but the lightness was low. It was found that the hardness was higher than the content containing talc, but the drop stability was lower. Therefore, further study of the correlation between hardness and fall stability is also thought to be necessary.

주제어

표/그림 (23)

표 Table 1. List of Used Powder
그림 Figure 1. The pictures of experimental instruments.
표 Table 2. List of Used Oil
그림 Figure 2. Pressed silica 1.
그림 Figure 3. Hardness of powder in accordance with oil.
표 Table 3. Spreading Value of HL, CCT
표 Table 4. Result of Drop Test (times)
표 Table 5. Ratio of Oil Binder
표 Table 6. Eye Shadow Ratio Containing the Different Kinds of Mica
그림 Figure 4. Lightness of eye shadow ratio containing the different kinds of mica (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 5. Hardness of eye shadow ratio containing the different kinds of mica (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 6. Drop test(times) of eye shadow ratio containing the different ratio of mica (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
표 Table 7. Eye Shadow Ratio Containing the Different Kinds of Silica
그림 Figure 7. Lightness of eye shadow ratio containing the different kinds of silica (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 8. Hardness of eye shadow ratio containing the different kinds of silica (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 9. Drop test(times) of eye shadow ratio containing the different ratio of silica (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
표 Table 8. Eye Shadow Ratio Containing the Different Ratio of BN
그림 Figure 10. Lightness of eye shadow ratio containing the different ratio of BN (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 11. Hardness of eye shadow ratio containing the different ratio of BN (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 12. Drop test(times) of eye shadow ratio containing the different ratio of BN (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 13. Lightness of eye shadow ratio containing the different ratio of BN (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 14. Hardness of eye shadow ratio containing the different ratio of BN (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).
그림 Figure 15. Result of drop test (times) of eye shadow ratio containing the different kinds of powder (*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.005).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 talc 프리 제형에서 프레스드 파우더의 안정성을 높이기 위하여 분체부와 오일부의 함량을 변화 시켜 실험하였고 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
시중에 출시된 제품들 중 talc가 없는 제품을 구매하여 사용해보면 talc가 포함된 제품과 비교했을 때 그 기능이 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 본 연구에서는 파우더 원료와 오일 바인더를 배합하여 실험을 진행하여 원료들이 각각 어떤 특성을 나타내고 오일을 분산시켰을 때는 어떤 특성을 나타내는지 분석하여 talc가 없어도 안정한아이섀도우 처방을 찾아내는 것이 목적이다. 추가 적으로 색조 화장품에서 색상은 고객의 요청에 맞추어 다양하게 조절되어야 하는 부분으로 talc를 대체할 경우 색 변화가 어떻게 나타나는지 알아보기 위해 명도 측정도 실시했다.
천연 mica와 합성 mica의 함량을 어떻게 분배하는 것이 일반적인 talc가 포함된 아이섀도우와 유사한지 알아보기 위해 mica의 비율을 달리하여 실험을 진행하였다.
해당 내용을 확인해보고자 성형한 시료를 낙하하여 몇 번째에서 내용물이 깨지는지 확인해보았다. HL이 CCT보다 분산이 더 잘 될 것이라는 예상에 비해 HL에 분산한 파우더들이 CCT에 분산한 파우더들보다 낙하 안정성이 약한 것을 볼 수 있다(Table 4).

제안 방법

2.4의 일련의 과정을 거쳐 대조군으로 talc를 포함한 내용물을 제조하였으며 talc를 포함하지 않은 다양한 처방으로 제조된 내용물을 lab-press를 이용하여 30 - 50 kgf/cm2 의 압력에서 1 - 3 s 동안 성형하였다. 외관은 성형된 시료의 표면에 나타나는 오일 분산 상태를 육안으로 확인하고 명도를 색차계로 측정하였다.
3.3 아이새도우 원로별 함량에 따른 명도, 경도 낙하 안정성을 비교 분석하였다(Figure 13, 14, 15).
HL을 가장 많은 비중을 차지하게 두고 CCT, DISM, DHHH 순서로 함량을 결정하였다. DHHH 와 DISM의 차이는 DHHH는 오일 자체의 색상이 연한 노란 빛을 띠기 때문에 다량 함유 될 경우 색이 연한 제품에서 색의 왜곡을 일으킬 수 있다고 판단하여 가장 소량으로 결정하였다(Table 5).
2의 과정을 통해 무거운 오일은 가벼운 오일과 동량 혹은 그 이상 적용하면 파우더에 오일이 제대로 분산 되지 않기 때문에 가벼운 오일을 65%, 무거운 오일을 35%로 설정하였다. HL을 가장 많은 비중을 차지하게 두고 CCT, DISM, DHHH 순서로 함량을 결정하였다. DHHH 와 DISM의 차이는 DHHH는 오일 자체의 색상이 연한 노란 빛을 띠기 때문에 다량 함유 될 경우 색이 연한 제품에서 색의 왜곡을 일으킬 수 있다고 판단하여 가장 소량으로 결정하였다(Table 5).
논 코팅 천연 mica와의 차이를 비교하기 위해 silicone에 알킬기를 부가하여 코팅력과 사용감을 향상시킨 triethoxycaprylylsilane과 수소 가스 발생을 방지하고 촉촉한 사용감을 부여하기 위해 사용된 dimethicone 으로 코팅된 mica를 선정하였다. triethoxycaprylylsilane과 dimethicone이 동시에 처리된 mica도 있었으나 각각 코팅제에 따른 오일과의 상용성을 확인하고자 각각 처리된 mica로 선정하였다. 오일 바인더로써 HL, CCT, DHHH, DISM를 사용했다(Table 2).
각 원료들의 적정 비율을 결정하기 위해 talc가 포함된 처방을 기준(CTL)으로 talc가 포함되지 않은 처방에서 mica 의 종류에 따른, silica 종류에 따른 명도, 경도, 낙하 안정성 비교 실험을 진행하였다.
명도는 색차계를 이용하여 측정하였다. 경도는 sun-rheometer (CR-100DMODE : 20, Prove : No.4, P/T PRESS : 20 mm/m, R/H HOLD : 1.2 mm)를 이용하여 측정하였다. 성형에 사용한 접시의 높이가 약 1.
2 mm 깊이에서의 값을 성형 내용물의 경도로 판단하였다. 낙하 안정성은 성형된 시료를 약 10 cm 높이에서 대리석 바닥에 자유 낙하시켜 처음 내용물이 파손되는 때의 차수를 확인하였다.
성형 내용물을 3 개를 취하여 1 개는 명도 측정, 1 개는 경도 측정, 1 개는 낙하안정성을 확인하는데 사용하였다. 명도는 색차계를 이용하여 측정하였다. 경도는 sun-rheometer (CR-100DMODE : 20, Prove : No.
같은 방법으로 총 28 개의 내용물을 제조하였으며 제조된 내용물은 lab-press를 이용하여 30 - 50 kgf/cm2의 압력에서 1 - 3 s 동안 성형하였다. 성형 내용물을 3 개를 취하여 1 개는 명도 측정, 1 개는 경도 측정, 1 개는 낙하안정성을 확인하는데 사용하였다. 명도는 색차계를 이용하여 측정하였다.
오일에 분산시킨 파우더를 접시에 성형하여 그 상태와 경도를 측정하였다. 일반적으로 아이섀도우 내용물이 1 g 충전되는 접시를 사용하여 성형하였는데 silica 1은 1 g을충전 후 성형하면 내용물이 너무 많아 보였으며 살짝만 움직여도 내용물이 부셔졌다(Figure 2).
4의 일련의 과정을 거쳐 대조군으로 talc를 포함한 내용물을 제조하였으며 talc를 포함하지 않은 다양한 처방으로 제조된 내용물을 lab-press를 이용하여 30 - 50 kgf/cm2 의 압력에서 1 - 3 s 동안 성형하였다. 외관은 성형된 시료의 표면에 나타나는 오일 분산 상태를 육안으로 확인하고 명도를 색차계로 측정하였다. 경도는 2.
이러한 오일 바인더 내에서의 함량은 3.2의 과정을 통해 무거운 오일은 가벼운 오일과 동량 혹은 그 이상 적용하면 파우더에 오일이 제대로 분산 되지 않기 때문에 가벼운 오일을 65%, 무거운 오일을 35%로 설정하였다. HL을 가장 많은 비중을 차지하게 두고 CCT, DISM, DHHH 순서로 함량을 결정하였다.
본 연구에서는 파우더 원료와 오일 바인더를 배합하여 실험을 진행하여 원료들이 각각 어떤 특성을 나타내고 오일을 분산시켰을 때는 어떤 특성을 나타내는지 분석하여 talc가 없어도 안정한아이섀도우 처방을 찾아내는 것이 목적이다. 추가 적으로 색조 화장품에서 색상은 고객의 요청에 맞추어 다양하게 조절되어야 하는 부분으로 talc를 대체할 경우 색 변화가 어떻게 나타나는지 알아보기 위해 명도 측정도 실시했다.

대상 데이터

, ltd, Korea)는 Figure 1C와 같은 모델을 사용하였다. Atomizer (JS-AT075, Jooshin machine co., ltd, Korea)는 Figure 1D와 같은 모델을 사용하였다. 파우더 내용물을 성형하기 위해 lab-press (MH-12, Masada seisakusho co, .
1, Table 2). 같은 방법으로 총 28 개의 내용물을 제조하였으며 제조된 내용물은 lab-press를 이용하여 30 - 50 kgf/cm2의 압력에서 1 - 3 s 동안 성형하였다. 성형 내용물을 3 개를 취하여 1 개는 명도 측정, 1 개는 경도 측정, 1 개는 낙하안정성을 확인하는데 사용하였다.
1). 논 코팅 천연 mica와의 차이를 비교하기 위해 silicone에 알킬기를 부가하여 코팅력과 사용감을 향상시킨 triethoxycaprylylsilane과 수소 가스 발생을 방지하고 촉촉한 사용감을 부여하기 위해 사용된 dimethicone 으로 코팅된 mica를 선정하였다. triethoxycaprylylsilane과 dimethicone이 동시에 처리된 mica도 있었으나 각각 코팅제에 따른 오일과의 상용성을 확인하고자 각각 처리된 mica로 선정하였다.
두 번째는 미세 플라스틱 원료이다. 미세플라스틱은 플라스틱이면서 크기가 5 mm 이하인 것으로 정의된다.
본 연구에서는 체질안료로 논 코팅 천연 mica, triethoxycaprylylsilane로 코팅된 천연 mica, dimethicone으로코팅된 천연 mica, 합성 mica, 논 코팅 silica, macadamia ternifolia seed oil와 trihydroxystearin로 코팅된 silica, BN, MS를 사용했다(Table 1). 논 코팅 천연 mica와의 차이를 비교하기 위해 silicone에 알킬기를 부가하여 코팅력과 사용감을 향상시킨 triethoxycaprylylsilane과 수소 가스 발생을 방지하고 촉촉한 사용감을 부여하기 위해 사용된 dimethicone 으로 코팅된 mica를 선정하였다.
triethoxycaprylylsilane과 dimethicone이 동시에 처리된 mica도 있었으나 각각 코팅제에 따른 오일과의 상용성을 확인하고자 각각 처리된 mica로 선정하였다. 오일 바인더로써 HL, CCT, DHHH, DISM를 사용했다(Table 2).

데이터처리

본 연구에서 3회 이상 반복 실험으로부터 얻은 결과는 평균 ± 표준오차로 나타냈다. 통계적 유의성은 student’s t-test 를 사용하여 p < 0.
± 표준오차로 나타냈다. 통계적 유의성은 student’s t-test 를 사용하여 p < 0.05의 신뢰수준에서 검증하였다(*p < 0.05, ^**p < 0.01, ^***p < 0.005).

성능/효과

1) 천연 mica 함량이 합성 mica보다 많거나, 코팅된 silica 가 아닌 논 코팅 silica를 사용하거나, magnesium stearate보다 boron nitride의 함량이 높은 경우 talc가 포함된 내용물의 명도와 유사했다. 그러나 앞의 3 가지 경우 모두 경도, 낙하 안정성이 보장되지 않는다.
2) 합성 mica 함량이 천연 mica 함량과 동일하거나 높을경우, 코팅된 silica 함량이 논 코팅 silica 함량과 동일하거나 높을 경우 talc가 포함된 내용물의 경도와 유사했다. 그러나 이 두 가지는 모두 기준 대비 명도가 낮다.
3) 합성 mica 함량이 천연 mica 함량과 높은 경우 낙하 안정성이 기준과 유사하거나 기준보다 우수했다. 그
HL이 CCT보다 분산이 더 잘 될 것이라는 예상에 비해 HL에 분산한 파우더들이 CCT에 분산한 파우더들보다 낙하 안정성이 약한 것을 볼 수 있다(Table 4). HL에 분산한 파우더들의 경도가 더 높게 측정 되었으나 낙하 안정도는 CCT에 분산한 파우더들이 더 높게 나온 것으로 보아 HL 단독사용보다는 CCT와 같이 사용하는 것이 경도와 낙하 안정도를 동시에 해결할 수 있을 것으로 예상한다.
그 결과 BN이 경도가 가장 높게 측정되었으며 그 외 원료들은 200 이하의 경도 값으로 측정되었다. Mica 2와 mica 3의 경도는 거의 유사하게 측정되었으며 mica 1과 비교할 경우 특히 DHHH, DISM에 분산한 내용물의 경우 경도가 낮게 측정되었다. 이는 mica 2, mica 3은 DHHH, DISM과의 상용성이 다른 원료들에 비해 좋지 않아 분산이 제대로 일어나지 않았다고 볼 수 있다.
각 원료별 경도는 기준 값이 있는 데이터가 아니어서 유의성 평가는 생략하였다. 그 결과 BN이 경도가 가장 높게 측정되었으며 그 외 원료들은 200 이하의 경도 값으로 측정되었다. Mica 2와 mica 3의 경도는 거의 유사하게 측정되었으며 mica 1과 비교할 경우 특히 DHHH, DISM에 분산한 내용물의 경우 경도가 낮게 측정되었다.
Silica의 종류에 따른 특성을 확인하기 위해 천연 mica와 합성 mica의 함량을 동일하게 설정하였는데 그 때문에 합성 mica의 영향으로 명도가 기준보다 낮게 측정된 것으로 보인다. 기준을 배제하고 silica끼리의 명도를 비교해보면 논 코팅 silica를 사용할 경우 내용물의 명도가 높게 측정된 것을 알 수 있으며 코팅된 silica가 포함되면 명도가 낮아지는 것을 알 수 있었다. 또한 논 코팅 silica를
못하는 것이 문제였다. 따라서 오일을 60 - 70 ℃까지가온하여 DISM과 DHHH를 HL, CCT과 유사하게 유동성 있는 상태로 만든 후 HL, CCT와 혼합시켜 파우더에 분산하면 파우더 가루 날림을 잡아주면서 분산력도 높일 수 있을 것으로 예상한다. Table 4의 낙하 안정성 결과는 기준 값이 있는데 이 터가 아니어서 유의성 평가는 생략하였다.
이는 mica 2, mica 3은 DHHH, DISM과의 상용성이 다른 원료들에 비해 좋지 않아 분산이 제대로 일어나지 않았다고 볼 수 있다. 에스터류인 DHHH, DISM이 triethoxycaprylylsilane, dimethicone으로 코팅된 mica와 만나는 과정에서 상용성이 좋지 않아 분산력이 저하되어 코팅된 천연 mica인 mica 2와 mica 3은 분산성과 경도, 낙하 안정성이 모두 떨어졌다. 이후 실험에서 배제하고 코팅되지 않은 mica 1만 실험에 사용하기로 하였다.
유의성 평가 결과 명도는 BN의 함량이 높은 #8이 기준과 유사한 값을 갖는 것으로 나타났다. 즉, #3을 기준과 유사한 명도로 수정하기 위해서는 BN의 함량을 높여주면 되는 것을 알 수 있다(Figure 10).
전반적으로 HL, CCT를 분산시킨 파우더의 경도가 단단하게 측정되고 육안으로 오일 분산 정도를 확인하였을 때도 오일 얼룩 없이 깔끔하게 분산된 것을 확인하였다. HL 는 lauric acid과 n-hexyl alcohol과의 ester로 사용성이 매우 가벼운 오일로서 초기감은 드라이하게 발리고 피부에 흡수된다는 느낌은 있으나 힘을 주면 미끈거려 밀착력은 떨어지는 점이 있다.

참고문헌 (7)

C. H. Lee, S. E. You, H. H. Lee, H. Y. Kim, S. M. Kim, and Y. J. Chung, Component analysis and reproduction of a brown solid cosmetic excavated from tomb of princess Hwahyeop, J. Conserv. Sci., 36(5), 430 (2020).

원문보기 상세보기
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P. W. Pairaudeau, R. G. Wilson, and M. Milne, Inhalation of baby powder: an unappreciated hazard, BMJ, 302(6786), 1200 (1991).

상세보기
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S. I. Han, K. C. Jang, W. D. Seo, S. H. Oh, J. E. Ra, Y. C. Song, J. H. Lee, B. J. Kim, M. H. Nam, and J. T. Lee, Studies of physicochemical properties of baby powder developed from rice-flour, J. Life Sci., 23(7), 879 (2013).

원문보기 상세보기
S. Y. Kang, Master's Thesis Dissertation, Hanseo Univ., Korea (2011).
J. N. Lee, Basic cosmetics theory and practice, eds. J. N. Lee, 119, Edam Books, Gyeonggi-do, Republic of Korea (2012).

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].

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