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2018년 9월호 [특집] 거품의 연구 6

거품의 크기 해석 - 핸드소프 용액과 펌프 폼의 성능 평가

거품의 크기 해석 - 핸드소프 용액과 펌프 폼의 성능 평가 토일레트리(toiletry)인 바디케어, 스킨케어, 헤어 케어, 페이스케어 등 이 중에는 거품을 일으켜 사용하는 제품도 많고 그 기포력과 거품의 안정성은 사용감과 세정력에 영향을 주기 때문에 제품 성능을 나타내는 중요한 파라미터의 하나가 되고 있다. 그러나 다이 나믹하게 변화하는 거품의 평가는 어렵고 기존의 방법에서는 현상의 한 일면에만 주목한 것이나 객관성이 떨어지는 경우가 적지 않다. 예를 들면 JIS규격으로 되어 있는 로스 마일즈(Ross-Miles)법 1) 은 샘플을 자연 낙하시킴으로써 거품을 만들고 직후와 일정 시간 경과 후 거품의 높이를 평가하는데 이는 거품의 부피 변화에만 착안한 방법이다. 그림1 Dynamic Foam Analyzer DFA100과 측정원리 또한 관능평가에서는 사람 손의 감촉으로 거품의 상태를 판단하는 패널테스트가 있는데 ‘쫀득한 거품’ 등 주관적이고 추상적인 평가가 된다는 점은 부인할수 없다. 이러한 방법으로 평가가 어려운 중요한 항목 으로서 경시적(経時的)인 거품크기의 변화를 들 수 있다. 거품크기는 촉감과 거품의 꺼짐, 경우에 따라서 세정력에도 영향을 미치지

2018년 9월호 [특집] 거품의 연구 5

중성 중탄산이온 입욕제를 이용한 전신욕이 생체에 미치는 효과

중성 중탄산이온 입욕제를 이용한 전신욕이 생체에 미치는 효과 냉증은 만병의 원인으로 오래전부터 알려져 있지만 냉증을 초래하는 것은 외인성 · 내인성, 물리적 · 화학 적, 신체적 · 정신적으로 분류되는 다양한 스트레스로 인한 혈류장애이다. 또한 최근 도시, 농촌할 것 없이 업무스타일과 생활스타일이 바뀌어 야외에서 근육을 움직일 기회가 줄어들고 온도가 조절되는 실내에서 보내는 시간이 많아진 현대인에게 혈류부족이 초래하는 냉증은 다양한 질병을 가져오는 요인이 되고 있다. 그림1 수중에서 중탄산이온과 수소이온의 해리 pH 6.98 냉증을 해소하려면 냉증이 있는 부분 뿐만 아니라 전신의 혈류순환을 촉진시킬 필요가 있으며 혈류순환을 촉진해 체온을 올리는 것을 목표로 하는 스파나 핫요가 스튜디오라 불리는 시설도 많이 있다. 모두가 스스로 충분히 열을 낼 수 있는 신체를 만드는 것을 목표로 하고 있으나 우선은 외부에서 에너지를 공급해 몸을 따뜻하게 하는 것이 그 첫 걸음이다. 열을 공급하는 장치에는 원적외선을 이용하는 암반 욕이나 용암욕, 마이크로파나 전파를 이용하는 온열 치료기, 수증기를 이용하는 사우나, 증기목욕 등이 있는데 심부체온을 안전하고 효율적으로 따

2018년 9월호 [특집] 거품의 연구 4

파인 버블 기술의 연구개발과 그 활용의 가능성

파인 버블 기술의 연구개발과 그 활용의 가능성 기포는 음료, 수조ㆍ욕조 등에서 널리 사용되고 있으며 산업적으로도 부유선광(浮遊選鉱, flotation), 수질정화 등에 예전부터 이용되어 온 기술이지만 그 사이즈가 작아짐에 따라 다양한 특성이 나타난다. 이것을 유용하게 활용하려고 하는 기술이 파인 버블(Fine Bubble, 미세기포) 기술이다. 그림1 UFB를 Freeze Replica 전자현미경 법에 의해 관찰한 이미지 (UFB 워터의 제작 : IDEC(주), 관찰 : 산총련 가와 사키 가즈노리, 川崎一則) 기포의 본격적인 연구개발은 19세기말에 시작됐는데 1895년에 영국의 Sir Charles Parsons가 New Castle에 최초로 캐비테이션 터널(cavitation tunnel)을 만들었고 1905년에는 호주의 Broken Hill에 포말(泡沫) 부유선광 장치가 건설됐다. 1983년 프랑스의 Alstom-Atlantique 사가 출원한 마이크로 버블 분사기 1) 가 미세기포(파인 버블)에 관한 최초의 특허로 일본에서도 ‘마이크로 버블’의 용어가 정의되어 사용된 것도 이것이 처음이라고 생각된다. 이 특허에서는 ‘마이크로 버블’을 ‘약50~

2018년 9월호 [특집] 거품의 연구 3

인체 세정제의 거품 레올로지

인체 세정제의 거품 레올로지 매일 사용하는 세안제는 다양한 종류들이 시장에 나와 있지만 그 차별화로 푹신푹신한 거품, 쫀득한 거품, 촘촘한 거품 등 거품의 질감(質感)을 나타내는 여러 가지 표현이 있다. 소비자는 말 뿐만 아니라 차이점을 거품의 물성으로 체감하고 있다. 이 세안폼(클렌징 폼)의 거품 물성과 감촉을 거시적으로 파악하고 측정 하는 방법으로 레올로지(rheology)가 있다. 그림1 레올로지 측정 치구 여기에서 취급하는 거품은 작은 거품이 모인 덩어 리의 거품(포말, foam)을 거품이라고 표기하며 특히 세안폼 등의 인체세정제나 그 원료가 되는 계면활성 제에서 생기는 거품을 대상으로 레올로지에 의한 평가를 설명한다. 또한 사람이 거품을 사용했을 때 느끼는 사용감과 레올로지 측정값과의 관계를 검토한 사례를 소개한다. 레올로지란 물질의 변형이나 유동(流動)에 대한 역학적(力學的)인 응답을 다루는 학문이다. 즉 물질을 흐르게 하거나 변형시키거나 해서 외력의 부하(負荷, load)에 대한 역학적인 응답(어떤 힘에서 저항하는지) 을 측정하고 해석하는 것이다. 유사 학문영역으로서 유체역학이나 재료역학이 있다. 유체역학이나 재료역 학에서는 예를 들면

2018년 9월호 [특집] 거품의 연구 2

세정제 처방에서 거품의 질을 개선하는 기술

세정제 처방에서 거품의 질을 개선하는 기술 샴푸나 바디샴푸와 같은 세정제는 더러운 부분을 깨끗하게 해주는 세정력 뿐만 아니라 사용감, 기능성, 심리적인 관점에서 뛰어난 거품의 성능이 요구된다. 세정제에 요구되는 거품의 성능으로서는 ① 거품의 양이 풍부할 것, ② 거품이 촘촘할 것, ③ 거품의 탄력이 유지될 것, ④ 거품의 안정성이 뛰어날 것 등을 들수 있다. 이러한 거품성능들에서 얻을 수 있는 효과로 서는 거품의 쿠션에 의한 ‘마찰저감 효과 1) ’와 표면적이 증가하는 것에 의한 ‘세정보조 효과 2) ’ 그리고 모노머 (단분자)로서 존재하는 계면활성제의 감소에 의한 ‘자 극완화 효과 3) ’ 등이 알려져 있다. 그림1 각종 계면활성제의 기포력 품은 물 속에 공기가 분산된 콜로이드분산계이 다. 공기는 물을 함유하는 거품막에 의해 분단이 되며 기체-액체계면에 계면활성제가 흡착되는 것으로 거품 막이 안정화된다. 거품의 성능에 영향을 미치는 요인 으로서는 기체-액체계면에 대한 계면활성제의 배향 성, 거품막의 점성이나 막두께 등의 거품막물성 등을들 수 있다. 본고에서는 각종 계면활성제의 기체-액체 계면에 대한 배향성이나 각종 첨가제의 거품막성능에 주는 영향에

2018년 9월호 [특집] 거품의 연구 1

아실화 펩타이드의 거품에 관한 지견과 헤어케어에 응용

아실화 펩타이드의 거품에 관한 지견과 헤어케어에 응용 화장품에 있어서 ‘펩타이드’는 매우 우수한 효과를 발휘하는 원료로 알려져 있다. 피부에서는 보습효과는 물론 기능성 펩타이드로서 콜라겐 생성 촉진효과나 미백효과 등의 생리활성 작용을 갖는 것으로 보고 됐다1)~4) . 모발에서도 모발 리페어 효과나 보습효과를 대표하는 여러 가지 효과가 확인됐다는 것은 말할 것도 없다. 그림1 인공피지 존재 하에서 기포성 비교시험 ‘펩타이드’라는 한 단어로 말하지만 그 종류는 다양하다. 단백질을 분해해 얻어지는 펩타이드(단 백질 가수분해물)에 관해서는 그 유래가 되는 단백질의 종류는 물론이고 분해의 정도나 화학 변형에 의한 유도체화 등에 의해 여러 가지 variation이 존재한다 5) . 또한 아미노산을 결합해 얻어진 합성 펩타이드에 관해서는 그 배열이나 중합도를 억제하는 것으로 다양한 종류를 개발하는 것이 가능하다. 본고에서는 이와 같이 다양한 펩타이드 가운데 세정 기본소재로서 이용이 가능하도록 유도체화를 실행한 ‘아실화 펩타이드’에 대해서 거론한다. 아실화 펩타 이드의 역사는 오래되어 1932년경 그루노(Gruneau, 독일)사가 개발한 것이 최초라고 불리고 있

2018년 8월호 [특집] 활성산소가 피부에 미치는 영향과 항산화제에 의한 제어 8

구기자 유산균 발효액의 항산화능력과 토털 안티에이징 화장품 원료로서의 가능성

자외선 등의 환경스트레스에 의해 생성되는 활성산 소종은 지질이나 단백질을 변성시켜 노화와 동반해 피부 변화에 큰 영향을 초래한다. 그 때문에 안티에이징 화장품의 개발에 있어서 항산화능력을 갖는 원료가 요구되고 있다. 표 1 구기자 유산균 발효액의 안전성 시험결과 구기자(枸杞, 학명 : Lycium chinense)는 중국에서는 강장 약으로 사용되는 식물로, 일본에서도 헤이안(平安)시대에는 불로장수의 약으로 전해졌다. 최근에는 비타민C, 제아잔틴(Zeaxanthin, 천연색소 카로티노이드의 일종), 폴리페놀등의 풍부한 항산화물질을 함유하고 있는 것이 보고됐다. 이 때문에 당사에서는 구기자의 항산화 작용을 기대한 추출물을 개발했다. 자외선 유래의 활성산소종에 대한 항산화 성분을 갖는 구기자 추출물을 화장품에 배합한 것은 aging cascade의 초기에 대응한다는 의미로 합리적이라고 할 수 있다. 한편, 유산균 발효물을 소화관 경유로 섭취하면 골밀도가 개선되는 등 유산균 발효물에는 전신적인 항노화 효과가 보고됐다. 더욱 유산균 발효액을 경피투 여하면 각질층수분량이 증가하는 등 국소효과가 있는 것도 보고됐다. 이같이 유산균 발효에 의한 성분의 변화는 여러 가

2018년 8월호 [특집] 활성산소가 피부에 미치는 영향과 항산화제에 의한 제어 7

활성산소종을 완화시키는 새로운 타입의 항산화제

최근들어 피부노화의 원인에 대한 의식이 높아지고 있으며 동시에 스킨케어 제품에서 안티에이징 제품의 카테고리는 성장을 보이고 있다. 또한 비타민A, C, E 는 UV노출에 의해 발생하는 피부손상이나 활성산소 종(ROS)에 의한 세포손상을 방지하기 위해 일반적으로 피부외용제에 사용되고 있다. 하지만 일반적으로 이것들은 효과가 없거나 불안정하다는 결점이 있었 다. 그렇기 때문에 화장품 업계에서는 이러한 결점들을 극복한 새로운 화장품 성분이 요구되고 있다. 그림1 AgeCap TM Smooth Cosmetic Ingredient 항산화능력의 측정결과 우리들이 새롭게 개발한 AgeCapTM Smooth Cosmetic Ingredient는 외부인자에 의해 발생하는 산화적손상을 막는 프리라디칼소거제로서 기능을한다. 그 유용 성은 a) in vitro 평가와 b) in vivo 인체시험에 의해 확인됐다. In vitro 평가에서는 뛰어난 항산화능력, 항당 화작용(데이터 미게재), 자외선에 대한 콜라겐과 지방산의 안정화가 확인됐다. 또한 in vivo 인체시험에서는 주름의 외관을 개선하고 피부의 밝기를 촉진시켜 (데이터 미게재) 피부에 매끄러움을 가져오는 것으로 A

2018년 8월호 [특집] 활성산소가 피부에 미치는 영향과 항산화제에 의한 제어 6

포도씨 폴리페놀 ‘프로안토시아니딘’이 갖는 항산화 기능과 피부 에의 유용성

피토케미컬(식물 유래의 화학물질 : 식물 영양소)이라는 말이 널리 인지되어 왔다. 피토케미컬(phytochemical) 은 3대 영양소(탄수화물, 단백질, 지질), 5대 영양소(+ 미네랄, 비타민), 6대 영양소(+식물 섬유)에 이어 제7의 영양소로 자리매김하고 있다. 지금까지의 연구 성과에서 피토케미컬은 생체 내에서의 조절 기능에 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 알려져 왔다. 그림1 항산화물질의 상대 항산화력 폴리페놀(polyphenol)은 피토케미컬의 하나로서 대부분의 식물이 갖고 있는 항산화 기능을 가진 물질의 총칭이다. 폴리페놀은 쓴맛 성분이나 색소로서 식물 체내에 축적되어 있는 경우가 많다. 화학적으로는 분자 내에 여러 개의 페놀성 수산기를 갖고 있기 때문에 폴리페놀로 불린다. 식물은 산소와 햇빛 등으로부터 자신을 지키기 위해 특히 유전정보를 올바르게 자손에게 전하기 위해 유전에 관련된 종자(씨) 부분에 항산화 물질을 많이 갖추고 있다. 프로안토시아니딘(proanthocyanidin)은 포도 씨에 많이 함유되어 있는 폴리페놀의 하나로 폴리페놀 중에서도 특히 강력한 항산화 성분을 가진 대표적 물질이다. 프랑스는 고지방(高脂肪) 식습관을 가진

2018년 8월호 [특집] 활성산소가 피부에 미치는 영향과 항산화제에 의한 제어 5

대기오염에 의한 피부의 산화스트레스 영향과 그 억제 소재에 대하여

세계보건기구(WHO)가 2018년 공표한 대기환경의 질과 건강에 관한 fact sheet가운데 2016년 세계인구의 91%가 WHO가 내놓은 대기의 질 가이드라인 수준을 달성하지 않은 장소에 살고 있다는 사실이 보고됐 다. 지역간의 차이는 있지만 세계인구가 현재도 일정 량의 대기오염물질에 노출되어 생활하고 있다고 추측 된다. 그림1 PAHs에 의한 피부의 염증・노화 Scheme 최근에 대기오염물질이 피부에 미치는 영향에 관한 면역학 연구가 많이 보고되어 있고, 대기오염물질에 의한 기미나 주름, 여드름등 여러 가지 악영향이 염려되고 있다. 이상의 내용을 기초로 자외선과 마찬 가지로 대기오염에 의한 피부에의 악영향을 완화하는 조치가 필요하다고 생각된다. 대기오염물질의 종류나 발생원은 여러 가지이지만 자동차의 배기가스나 담배연기에는 다환방향족 탄화 수소류(PAHs)가 함유되어 있다고 알려져 있다. 대기 오염물질에 의해 피부의 여러 증상이 일어나는 메커 니즘의 하나로서 PAHs에 의한 피부의 산화스트레스와 염증의 유도가 생각된다. 본고에서는 대기오염물질에 의한 피부 각화세포에서 염증성인자의 생성 항진을 억제하는 식물소재를 우선 검토하고 상기의 소재가 산화스트