# 셀룰로오스 나노파이버의 유화분산 기능의 화장품에의 응용 - 피커링에멀전 형성, 미립자 분산, 안정화 메커니즘

SDGs(Sustainable Development Goals)의 효력발생 등에서 볼 수 있듯이 지속가능한 사회의 구축은 이미 자선사업이 아니라 기업이 전략의 중심이며 실현해야 하는 개발 목표의 하나라고 할 수 있다¹⁾. 화장품 업계에서도 식물 유래 등의 천연 원료의 니즈는 해마다 높아지고 있는 것으로 보인다. 그러한 상황 중에 수목 등 식물의 주요 구성 성분의 하나이며 지구상에서 가장 많이 생산, 축적된 바이오매스 자원인 셀룰로오스가 최근 재조명되고 있다.

특히 셀룰로오스 나노파이버(CNF)는 전 세계에서 그 연구개발이 한창 진행되고 있다. CNF는 펄프 등의 셀룰로오스 원료를 잘게 풀어낸 것으로 결정구조에 기인하는 높은 강도나 열에 대한 상태안정성, 나노 사이즈의 섬유 폭에 기인하는 높은 비표면적과 투명성 같은 특징을 가진다²⁾.

CNF는 다양한 제조방법이 보고되고 있지만 그 하나로서 도쿄대학의 이소가이 아키라(磯貝明) 교수, 사이토 쓰구유키(齋藤継之) 준교수 등에 의해서 발견된 TEMPO(2,2,6,6-Tetramethylpiperidine 1-Oxyl Radical)산화법을 들 수 있다. TEMPO 산화법에 따라 조제된 CNF는 그 직물의 표면에 고밀도로 카복시(carboxy)기를 갖추고 있으며 또 섬유 폭이 약 3nm로 상당히 가늘고 동시에 균일하다. 그리고 높은 종횡(aspect)비를 가지고 있는 것이 특징이다³⁾⁴⁾.

제일공업제약(DKS Co. Ltd., 일본)에서는 이 TEMPO 산화 CNF 물분산액을 수성계 첨가제 ‘레오크리스타®’로서 제품화하고 제조 판매하고 있다(그림1). 덧붙여 본고에서는 이후 TEMPO 산화 CNF를 생략하여 CNF라고 기재한다. CNF는 물 속에서 일정한 농도 이상에서 상호작용에 의해 네트워크 구조를 형성해 독특한 레올로지 특성을 발현한다⁵⁾.

그림1 CNF 물분산액의 외관
CNF 고형분 농도 2%
 

본지에서도 이 CNF의 네트워크 구조를 살린 화장품 용도로의 응용에 대해서는 이미 보고했지만⁶⁾ 새로운 내용을 포함해 아래에 간단하게 소개하고자 한다.