초임계유체를 이용하는 화장품용 분체 개질 연구
Studies on Functional Modification of Cosmetic Powder by Supercritical Fluid
초록/요약
화장품 제품 설계에 있어 분체는 제품의 기능성과 사용성을 결정하는 매우 중요한 역할을 수행한다. 분체들은 자체의 기능성뿐만 아니라 새로운 성질을 요구하며, 친수성 분체는 소수성 원료들과의 친화력이 크게 떨어져 그 자체로 직접 사용하기에는 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 화장품용 분체로 사용 가능한 스코리아의 기능성 부여와 화장품용 분체로 사용하고 있는 이산화티탄 분체의 표면처리가 필요하다. 전통적인 분 체 처리방식은 유기용매를 이용하거나 높은 온도의 가스를 이용한다. 유기용매를 이용한 코팅 방식은 유기용매의 잔류 문제와 유기용매 제거 시 분체들의 응집에 의한 2차 분쇄가 필요하며, 기상을 이용한 코팅 방식은 높은 온도에 의한 기능성 물질의 변질 등의 문제가 있다. 따라서 화장품용 분체로 사용 가능한 스코리아의 기능성부여와 화장품용 분체로 사용하고 있는 이산화티탄 분체의 개질을 위해서 초임계 유체를 이용하는 방식에 대해서 고찰해보았다. 본 연구에서는 스코리아를 α-Tocopherol으로 개질하기 위해 α-Tocopherol의 초임계유체에 대한 용해도 확인 및 함침조건을 최적화하여 400bar 60℃를 최적 조건으로 하였다. 또 다른 분체인 이산화티탄에는 candelilla wax를 코팅하여 주사전자현미경(FE-SEM)과 SPF analyzer, UV/VIS spectrometer로 분석 결과 300bar 60℃에서 코팅한 분체의 분산성과 입자분포도가 좋았으며, SPF 수치도 가장 좋은 값을 보였다. 본 연구를 통해, 보다 기능성이 높은 스코리아 분체와 소수성을 가지는 이산화티탄 분체를 만들 수 있었으며, 초임계를 이용한 분체 개질방식은 스코리아나 이산화티탄뿐만 아니라 다른 분체 및 물질에도 적용가능 할 것으로 보인다.
more목차
1. 서 론 11
1.1 초임계 유체 기술 11
1.1.1 초임계 유체의 정의와 특성 11
1.1.2 초임계 코팅 및 함침 13
1.2 화장품용 분체 16
1.2.1 제주 스코리아(Jeju scoria) 16
1.2.2 이산화티탄(Titanium dioxide) 17
1.3 토코페롤 19
1.4 칸데릴라 왁스(Candelilla wax) 21
1.5 연구목적 22
2. 실험 재료 및 방법 23
2.1 재료 및 시약 23
2.2 장치 및 방법 23
2.2.1 α-Tocopherol이 액침 된 Celite의 준비 23
2.2.2 제주 스코리아 파우더의 분쇄 23
2.2.3 초임계 유체 추출 장치 및 추출방법 24
2.2.4 초임계 유체 함침 장치 및 함침방법 24
2.3 분석 방법 26
2.3.1 초임계유체 함침법을 이용하여 함침 된 α-Tocopherol의 HPLC분석 26
3. 결과 및 고찰 27
3.1 제주 스코리아 파우더의 분쇄 27
3.2 α-Tocopherol의 초임계 이산화탄소에 대한 solubility 최적화 30
3.2.1 압력에 따른 영향 30
3.2.2 온도에 의한 영향 31
3.2.3 포화시간 최적화 33
3.3 초임계 함침공정 34
3.3.1 함침 조건 최적화 34
3.3.1.1 α-Tocopherol과 celite의 비율 최적화 34
3.3.1.2 압력감소에 따른 함침조건 최적화 35
3.3.1.3 온도감소에 따른 함침조건 최적화 36
3.3.2 스코리아의 온도와 압력 변화에 따른 함침량 37
3.3.2.1 압력에 따른 함침량 37
3.3.2.2 온도에 따른 함침량 37
3.4 칸데릴라 왁스의 초임계 이산화탄소에 대한 온도와 압력에 따른 용해도 39
3.5 칸데릴라 왁스가 코팅 된 이산화티탄의 기능성 확인 41
3.5.1 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM)사진 41
3.5.2 코팅 방식에 따른 이산화티탄 분체의 입도 측정 41
3.5.3 용매에 따른 분산성 확인 44
3.5.4 초임계 코팅 된 이산화티탄의 빛 투과도 45
3.5.4.1 UV/VIS transmittance 측정 45
3.5.4.2 in vitro SPF 측정 47
4. 결론 및 전망 48
참고문헌 49
Abstract 51
