고출력 초음파를 이용한 계면활성제 무첨가 화장품 에멀션
- 친환경 화장품에 대한 수요가 증가함에 따라 화장품 업계는 계면활성제를 첨가하지 않는 에멀션 제형 개발에 집중하고 있습니다.
- 피커링 에멀션은 입자로 안정화된, 계면활성제와 유화제가 첨가되지 않은 w/o 또는 o/w 혼합물입니다.
- 초음파 혼합 및 유화는 안정성이 매우 높은 계면활성제 무첨가 피커링 에멀션을 제조하는 데 탁월한 기술입니다.
초음파 유화
강력한 초음파 전단력을 이용하면 마이크로 입자와 나노 입자를 안정제로 사용하여 안정적인 계면활성제 무첨가 피커링 에멀션을 제조할 수 있습니다. 초음파 처리는 비열적 유화 공정으로, 안정적인 에멀션을 생산하기 위해 w/o, o/w 및 w/o/w 시스템을 유화하는 데 이미 널리 사용되고 있습니다(예: 보습제, 크림, 로션, 자외선 차단제, 연고 등).
점토 및 점토 기반 제품은 피커링 에멀션의 안정제로서 좋은 결과를 보입니다. 초음파 유화의 높은 전단력을 이용하면 점토 및 점토 기반 제품처럼 일반적으로 분산하기 어려운 유변학 조절제까지도 화장품 제형에 혼합할 수 있습니다. 점토의 큰 장점은 에멀션을 안정화하는 동시에 제형 내에서 유변학 조절제로 작용하는 이중 기능입니다. 따라서 초음파 처리는 전단박화 특성과 요변성을 함께 지녀 우수한 사용 특성(예: 피부에 쉽게 도포 가능, 분사 가능한 제품 등)을 제공하는 화장품 에멀션까지도 제조할 수 있는 탁월한 방법입니다.
피마자유 수중유형 에멀션
초음파를 이용한 피마자유 수중유형 에멀션 제조
피커링 수중유형 에멀션은 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있습니다.
연속상은 물과 laponite®의 분산액으로 구성되며, 내부상/분산상은 피마자유로 구성됩니다.
크림, 로션, 밤 등의 스킨케어 제품 생산을 위한 유리 플로우 반응기가 장착된 UIP1000hdT
더 큰 부피를 처리할 수 있도록 Hielscher는 모든 실험실용 및 산업용 초음파 처리기에 사용할 수 있는 특수 플로우 셀을 공급하며, 이를 통해 분말과 오일 액적을 모두 분산/용해하여 나노 크기의 에멀션을 만들 수 있습니다.
아래 표는 당사 초음파 처리기의 대략적인 처리 용량을 보여 줍니다.
| 배치 부피 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 0.5–1.5mL | 해당 없음 | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| 해당 없음 | 10–100L/min | UIP16000 |
| 해당 없음 | 더 큰 유량 | 클러스터로 구성한 UIP16000 |
초음파를 이용한 피커링 에멀션 제조에 대해 자세히 알아보세요!
문헌 / 참고 자료
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modeling and Simulation of High Power Ultrasonic Process in Preparation of Stable Oil-in-Water Emulsion. Journal of Software Engineering and Applications 4, 2011. 259-267
- Tabibiazar, M.; Davaran, S.; Hashemi, M.; Homayonirad, A.; Rasoulzadeh, F.; Hamishehkar, H.; Mohammadifar, M.A: (2015): Design and fabrication of a food-grade albumin-stabilized nanoemulsion. Food Hydrocolloids 44, 2015. 220-228.
알아두면 좋은 정보
계면활성제 무첨가 에멀션을 사용하는 이유는 무엇일까요?
대부분의 스킨케어 제품은 서로 섞이지 않는 두 가지 이상의 물질로 이루어진 혼합물입니다. 이는 열역학 제이법칙에 따라 이러한 혼합물이 본질적으로 불안정하다는 것을 의미합니다. 서로 섞이지 않는 이러한 물질로 안정적인 혼합물을 만들려면 적절한 보존 기간을 갖는 에멀션을 제조하기 위해 안정제를 사용해야 합니다. 유화제로는 일반적으로 이온성 또는 비이온성 계면활성제를 사용합니다. 스킨케어 제품에 저분자량의 양친매성 계면활성제를 사용하면 민감한 피부에서 화장품에 대한 불내성이 발생하는 경우가 많습니다. 또한 천연 클린 화장품을 원하는 소비자가 점점 늘어나고 있습니다. 이러한 제품은 주로 피부에 영양을 공급하는 유효 성분 위주로 구성되며, 대부분 첨가제(예: 유화제, 향료 등)가 없습니다.
계면활성제 무첨가 / 유화제 무첨가 에멀션은 기존 화장품 제형의 바람직한 대안입니다. 피커링 에멀션은 생체고분자 유화제 또는 고체 입자를 안정제로 사용하여 사용감이 좋은 안정적인 화장품을 만듭니다. 초음파 유화는 안정적인 나노에멀션과 미니에멀션뿐만 아니라 피커링 에멀션을 제조하는 데도 탁월한 수단입니다. 또한 초음파 처리는 화장품 생산 중 안료 분산, 분말 용해, 유효 성분 추출 등 다양한 다른 용도로도 활용됩니다.
화장품의 에멀션에 대하여
에멀션은 이상계입니다. 주요 구성 성분은 유상과 수상입니다.
수상은 물과, 극성을 띠며 적어도 어느 정도는 물에 용해되는 물질들의 임의 조합으로 구성됩니다.
유상은 하나 이상의 유성 물질 또는 비극성이며 유성 물질에 적어도 어느 정도의 용해도를 보이는 다른 성분으로 구성됩니다.
수중유형(o/w): 물에 오일 액적이 분산되어 있으며, 오일은 내부상 또는 분산상, 물은 외부상 또는 연속상이라고 합니다.
유중수형 에멀션(w/o): 오일에 물방울이 분산되어 있으며, 물은 내부상 또는 분산상, 오일은 외부상 또는 연속상입니다.
w/o/w 또는 o/w/o는 이른바 복합 에멀션 또는 다중 에멀션입니다.
Laponite®
Laponite®는 합성 스멕틱 점토로, 물에 분산되면 투명한 요변성 겔을 형성합니다. 2% Laponite® 현탁액의 pH 값은 약 9.8입니다. 2% 농도에서 겔이 형성됩니다.
Laponite®는 BYK Additives Ltd.의 등록 상표입니다.