셀룰로오스 나노파이버의 유화 , 분산 기능의 화장품에 대한 응용 피커링에멀젼 형성 , 미립자 분산 및 안정화 메커니즘서론 트렌드 지속 가능한 사회의 구축 - 자선사업이 아닌 기업 전략의 중심 화장품업계에서도 식물유래의 천연원료의 Needs 는 해마다 높아지는 추세 식물 구성성분 , 가장 많이 생산 , 축적된 바이오매스 자원인 셀룰로오스가 최근 재조명되고 있음 . 셀룰로오스 나노파이버 (CNF) 펄프 등의 셀룰로오스 원료는 잘게 풀어낸 것 물 속에서 일정한 농도 이상에서 상호작용에 의해 네트워크 구조를 형성하여 독특한 레올로지 특성을 발현함 장점 결정구조에 의한 높은 강도 열에 대한 안정성 나노사이즈 섬유 폭에 기인한 높은 비표면적 , 투명성2. TEMPO 산화법에 의한 CNF TEMPO 산화법 (2,2,6,6-Tetramethylpiperidine 1-OxylRadical) 셀룰로오스 나노파이버 제조 방법 중 하나 . 직물의 표면에 고밀도로 카르복시기를 가짐 ( →음이온을 띔 ) 섬유폭이 약 3nm 로 가늘고 균일함 높은 종횡 (aspect) 비를 가짐2. 전단력에 의한 점도변화 / 내염성 다른 점증제에 비해 높은 점증효과 전단력이 더해지면 CNF 의 네트워크 구조가 쉽게 파괴되어 점도 하락 전단력이 줄어들면 네트워크 구조가 재구축되고 다시 점도형성 ⇒ 네트워크 구조의 파괴 , 재구축을 가역적으로 반복 ⇒ 스프레이가 가능한 젤 타입 제형 형성 분사 후 피부에 부착되었을 때 다시 네트워크구조가 재구축되어 피부에서 흐르지 않고 머물 수 있음 카보머와 비교해 내염성 높은 특징 카보머와 혼합사용 시 점도 + 내염성향상의 효과 스프레이 가능한 젤 제형3. CNF 의 유화기능 _ 에멀젼형성 메커니즘 피커링에멀젼의 형성 CNF 가 오일방울 표면에 흡착하여 생성되는 에멀젼 ( 피커링에멀젼 ) 형성으로 물에 희석해도 오일방울이 파괴되지 않고 안정적으로 흡착상태를 유지 교반 속도가 높을수록 작은 오일방울 형성 형성 가능한 오일방울 사이즈는 3~30μm 오일방울 지름이 작고 물과 오일 사이의 계면적이 클수록 많은 CNF 가 오일에 흡착됨3. CNF 의 유화기능 CNF 에 의한 유화가 가능한 오일 물에 대한 계 면 장력이 높은 오일일수록 CNF 가 흡착하기 쉬워 안정한 피커링 에멀젼을 형성 유기개념도 * 에 의한 IV/OV 값이 0.25 이하의 오일은 CNF 에 의한 유화가 가능 그 이상의 오일은 불가능하거나 성상이 분리됨 유기개념도 : 유기화합물의 구조에서 탄소수에 기초한 유기성 값 (OV) 과 치환기의 성질에 기초한 무기성 값 (IV) 을 산출하여 그래프상에 플롯하는 기법 오일 유화 안정 미네랄오일 , 스쿠알란 , 올리브오일 , 에틸헥실팔미테이트 등 유화 불안정 카프릴릭 / 카프릭트라이글리세라이드 , 다이아이소스테아릴말레이트 , 사이클로펜타실록세인4. CNF 의 분산 기능 CNF 물 분산액에 발수처리 TiO2 등 미립자 넣고 교반하면 CNF 가 미립자표면에 흡착 . 미립자 표면이 친수성이 되어 TiO2 의 젖음성 (Wettability) 향상 ⇒ TiO2 의 분산성 향상 젖음성의 향상으로 인해 미립자간의 마찰이나 상호작용을 억제하여 슬러리의 점도를 저하시킴 발수처리 TiO2 외에 표면이 소수성인 미립자에도 흡착 가능 (TEMPO 산화 CNF 는 음이온을 띄기 때문 ) ⇒ 음전하 미립자에는 흡착되지 않음4. CNF 의 분산 기능 임계상호작용농도 * 이상의 농도에서는 미립자의 침강을 억제할 수 있음 침강억제는 미립자에 대한 CNF 흡착여부에 관계없이 가능함 임계상호작용농도 이하에서는 물속에서 네트워크 구조가 형성되지 않기 때문에 침강억제 효과는 얻을 수 없다 . 임계상호작용농도 (c*) : 셀룰로오스 나노파이버가 상호작용에 의해 네트워크 구조를 형성하여 독특한 레올로지 특성을 발현시키는 최소 농도◆ RHEOCRYSTA C-2SP INCI : Microcrystalline cellulose 셀룰로오스 나노파이버의 수분산 제형 제조원 : DKS (DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU Co.,Ltd .) 공급사 : 이화코스 텍 Shear 스트레스에 의해 점도가 쉽게 깨짐 ⇒ 잔탄검에 비해 우수한 분사력◆ RHEOCRYSTA C-2SP [ 타 점증제와의 비교 특성 ] 뛰어난 점증력 / 워터리한 사용감 / 내염성 / 틱소트로픽한 특성{nameOfApplication=Show}
