나노에멀젼의 형성과 안정성에 대하여 유화 방식과 계면활성제 및 오일의 종류가 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effects of Type of Surfactants and Oil and Emulsification Methods on the Formation and Stability of Nano Emulsions)

서지정보

· 발행기관 : 한국응용과학기술학회
· 수록지 정보 : 한국응용과학기술학회지 / 41권 / 6호 / 1626 ~ 1636페이지
· 저자명 : 황혜윤, 김민정, 장혜인

초록

나노에멀젼은 일반적으로 입자 크기가 20~200nm로 특유의 푸른빛을 띠며 투명하거나 반투명한외관부터 유백색의 외관을 띤다. 입자가 작고 고르므로 장기간 안정할 수 있고, 유효성분의 피부 투과율 증진에 도움을 줄 수 있어 다방면으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 고에너지 유화 방법과 저에너지 유화방법을 사용하여 나노에멀젼 형성 능력을 비교하였다. Polysorbate 60 (HLB 14.9), PEG-60 hydrogenated castor oil (HLB 14.0)을 계면활성제로써 각각 사용하여 나노에멀젼을 제조하였다. 제조 방식으로는 직접 유화와 고압 유화, 상반전 유화를 활용하였다. 오일의 종류에 따라 나노에멀젼의 형성 능력이 달랐으며, 에스터계 오일만이 21.5~105.0 nm 범위의 입자 사이즈를 나타내어 우수한 나노에멀젼 형성을 보여주었다. 더불어, 제조 방식에 따라 나노에멀젼의 입자 사이즈가 다름을 나타내었다. 특히Rotor/Stator 교반기를 이용한 직접 유화 방식의 입자 사이즈는 28.0~61.2 ± 1.2~17.5 nm로 비교적 큰변화를 보이지 않고 안정한 것을 확인할 수 있었다. 저에너지와 고에너지 유화 방법의 입자 사이즈는 각각24.9~105.0 nm와 24.1~75.3 nm로 얻어졌다. 이는 저에너지 방법으로도 입자가 작은 나노에멀젼을 효과적으로 형성할 수 있음을 나타내며, 이러한 방법에 대한 에너지 효율을 시사한다. 또한, 본 실험에선 동일 한 조성에서 유화 방법보다는 오일의 종류가 나노에멀젼 형성에 좀 더 지배적임을 확인함으로써 나노에멀젼 제조 시에 필요한 물리적인 에너지 크기보다는 상호작용하는 물질 간의 친화성이 비교적 중요한 것으로사료된다.

영어초록

In general, nanoemulsions have a distinctive blue color and a particle size ranging from 20-200 nm, resulting in a transparent, translucent, or milky appearance. Due to their small and uniform particle size, nanoemulsions can remain stable for extended periods and can enhance the skin's absorption of active ingredients, making them useful in various applications. This study compared the formation of nanoemulsions using high-energy and low-energy emulsification methods. Polysorbate 60 (HLB 14.9) and PEG-60 hydrogenated castor oil (HLB 14.0) were surfactants, respectively, to prepare a nanoemulsion. Direct emulsification, high-pressure emulsification, and phase inversion emulsification were used in the production process. The ability to form nanoemulsions varied depending on the type of oil used, with only the ester oil produced particle sizes ranging from 21.5 to 105.0 nm, demonstrating excellent nanoemulsion formation. Furthermore, the manufacturing method influenced the particle size of the nanoemulsions. Specifically, the direct emulsification method utilizing a Rotor/Stator stirrer was found to have stable particle sizes that ranged from 28.0 to 61.2 ± 1.2 to 17.5 nm without significant variations. The particle sizes obtained from the low-energy and high-energy emulsification methods were 24.9 to 105.0 nm and 24.1 to 75.3 nm, respectively. This shows that low-energy methods can effectively create nanoemulsions with small particle sizes, indicating energy efficiency in this approach. In addition, this experiment confirms that the type of oil is more dominant in the formation of nanoemulsions than in the emulsification method in the same composition. Thus, the affinity between interacting substances is considered relatively more important than the physical energy required to manufacture nanoemulsions.

참고자료

· 없음