냄새 원인의 피지를 효율적으로 세정하는 피지 세정제 최근 세정 기기(機器)의 보급과 청결에 대한 사회 의식 변화에 의해서 세정제 사용량은 해마다 증가하고 있다. 또한 각각의 용도나 목적에 따른 많은 상품이 개발되어 왔다. 세정제 주성분인 계면활성제는 생분해성이 좋고 보다 안전성이 높은 것으로 변화하고 있다. 그림1 퍼스널케어 제품에서 사용되는 계면활성제 변천 퍼스널케어 제품에 사용되는 계면활성제 변천을 그림1에 정리했다1) . 지방산 비누로 시작해서 그 후 세정력과 수용성이 높은 합성계면활성제를 세정제로 사용하게 됐다. 얼굴이나 몸에 사용되는 세정제도 고형 비누에서 액체 세정제로 변하기도 하고 알칼리성 에서 약산성으로 또한 보다 저자극성인 것으로 변화해 왔다. 샴푸는 매일 머리를 감기 때문에 세정 기능보다 안전성이 중시되었고 모발을 손상시키지 않고 사용감이 좋으며 자극 없이 사용하기 쉬운 형태로 바뀌어 왔다. 또 자극 완화제나 저자극화를 위한 제제화 기술 등의 개발 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 안전성, 생분해성 과제 외에도 세정 기술은 아직 많은 개발 과제를 갖고 있다. 최근에는 냄새에 대한 관심도가 점점 높아지고 있다. 예를 들어 섬유유연
의류에서 발생하는 냄새 개선 기술의 개발 최근 에너지절약 의식의 고양과 독신 세대, 맞벌이 세대의 증가에 따라 절수세탁과 세탁기의 대형화가 진행되고 있다. 이러한 소비자의 라이프 스타일의 변화는 세탁 행동에 영향을 주고 있으며 실제 가정에서는 세탁물을 한꺼번에 모아서 세탁하는 ‘정리 세탁’이나 ‘채움 세탁’의 증가로 소량의 물로 많은 세탁물을 세탁할 기회가 늘어나고 있다1) . 그림1 고체기름 함유 오염에 대한 세정력 이러한 저욕비(低浴比, 세탁물의 양에 대한 피복 양의 비율)의 세탁은 세정력이 저하되고 오염이 축적 되기 쉬운 환경으로 세탁물의 냄새가 신경쓰였던 경험이 있는 소비자는 약 80%에 이른다. 또 지금까지의 조사에서 세탁물을 넣을 때나 수납하고 있던 의류를 꺼낼 때 느끼는 ‘찌든 기름 냄새’와 실내 건조한 세탁물에서 발생하는 특유의 ‘쉰 땀 냄새’를 특히나 신경 쓰고 있는 소비자가 많은 것으로 알고 있다2) . 우리는 지금까지 그 2가지 냄새의 근원을 개선하는 기술로서 ① 피지 오염에 착안한 기술개발과 ② 습한 의류 냄새의 주요 원인인 세균에 착안한 기술개발을 시행해 왔기에 다음과 같이 그 개요를 소개한다. 피지냄새의 주요 원인은 피지성
구강청결제를 이용한 구취 케어 최근 청결의식이 높아지면서 ‘냄새’에 대한 사람들의 관심은 높아지고 구취에 대한 의식도 크게 변화해 왔다. 2016년 1만명을 대상으로 한 설문조사에서는 80%의 사람이 자신의 구취에 신경 쓰인 적이 있다고 회답했으며1) 구취는 연령대와 성별에 관계없이 많은 사람이 안고 있는 고민 중 하나임을 알았다. 그림1 계면활성제의 세정력 비교 평가 구취는 사람에게 불쾌감을 주는 것 뿐 아니라 때로는 커뮤니케이션을 방해하기도 한다. 구취에 신경 쓰면서 생활하는 것은 그 사람의 사회생활 자체에 악영향을 미칠 수 밖에 없다. 현대에 있어서 구취 케어가 하는 역할은 매우 크다고 할 수 있다. 구취는 그 요인에 따라 생리적 구취와 병적 구취 두가지로 크게 구별된다. 생리적 구취는 공복이나 스트 레스 등 일반적인 생리기능 변화에 의한 것으로 정도의 차이는 있으나 건강한 사람에게도 발생한다. 공복, 기상시간, 긴장 시에는 타액(唾液)의 감소에 의해 구강내 자정기능이 낮아져 구취가 강하게 나타난다. 한편, 병적 구취는 어떤 질환이 원인으로 구취가 발생하는 것으로 치주병이나 충치 등의 구강내 질환에 유래 하는 경우와 호흡기계나 소화기계 등 구강
복합적인 체취 성분에 대해서도 뛰어난 흡착ㆍ소취 기능을 가진 백색 활성탄 현대 사회에서 체취(體臭)는 젊은 층부터 중년, 노년층까지 많은 사람들에게 부정적인 인상을 주고 있다. 따라서 자기 자신이나 다른 사람이 발산(發散)하는 냄새에 대해서 사람들의 의식이 높아지고 있으며 최근 다양한 대처법이 제안되고 있다. 그림1 분체에서의 냄새전구체의 흡착률 그 하나로서 직접 몸에 약제(藥劑)를 도포하고 체취의 발생을 억제하는 데오도런트(방취제(防臭劑)) 가 있다. 그 기능은 두 가지로 구분할 수 있다. 냄새가 발생하기 전에 살균, 제한(制汗) 작용을 통해서 냄새의 발생원(源)에 대처하는 방취가 있으며 발생한 냄새에 사후에 대응하는 소취(消臭) · 흡착, 마스킹 (masking)이 있다1)~3) . 전자(前者)의 살균에는 아이소프로필메틸페놀과 벤잘코늄클로라이드가 이용되면서 체취 발생 원인인 피부 상재균에 대해 직접 살균하여 즉시 효과성이 높다. 또한 제한 작용에는 징크페놀설포네이트나 알루 미늄클로로하이드레이트, 알루미늄클로라이드 등이 이용되고 있으며 이들 성분이 피부의 에크린(eccrine) 선을 막아 냄새전구체(前驅體)를 포함 에크린 땀샘의땀 분비를 억제하고…
인체 피부에서 발산되는 미량 생체 가스의 거동 - 발한 바이오마커로서의 초산 인간의 신체 표면에서 발산되는 미량의 생체 가스를 피부 가스라고 부른다. 피부 가스는 피부 표면에서 항상 발산되며 이것이 공기 중으로 확산되어 후각에 도달했을 때 체취로서 인식하게 된다. 피부 가스는 극미량의 기체이기 때문에 포집 · 분석이 어렵고 구성되어 있는 화학물질의 종류와 양도 그 실태가 거의 알려 지지 않았다1) . 그러나 1990년대 후반부터 가스 크로 마토그래피-질량분석기(GC-MS) 등을 이용한 피부 가스 성분의 정성분석이 시작되어 지난 몇 년 동안 피부 가스에 대한 정량적 연구가 일부 보고됨으로써 피부 가스의 종류와 발산량에는 인간의 신체적 · 생리적 상태, 질병 유무, 생활습관이나 생활환경 또는 정신적 상태 등이 관여되어 있는 것으로 밝혀졌다1)~4) . 그림1 피부 가스의 발산경로(모식도) 에너지 기질의 대사과정에 있어 소화기 계통에서 섭취된 산 또는 세포 내에서 생성된 산은 호흡기 계통을 통해 호흡 중에 배출되거나 신장비뇨기 계통을 통해 소변으로 배출된다 5). 호흡 중에 배출된 산은 휘발성 산이라 부르며 그 전형적인 것이 이산화탄소이다. 한편, 젖산
물이나 알코올에 분산 가능한 나노입자형 유기 광촉매(J-cat) 에 의한 냄새의 제거 광촉매를 활용한 환경정화에서의 응용이 활발히 이루어졌던 90년대 중반 소취기능으로서의 광촉매는그 중에서도 가장 효과가 있었던 것이었다1) . 실제로 TiO2 (티타늄다이옥사이드)에 의한 공기청정장치는 실용화 되어 지금도 병원의 대합실 등에서 쉽게 볼 수있으며 대형마트에 가면 광촉매가 담지된 거치형 소취재를 볼 수 있다. 그림1 J-cat(좌)와 n형 반도체 광촉매(우)의 원리도 광촉매의 분야에서는 자외선에만 응답하는 TiO 2 광촉매에 대해 가시광선 응답화가 커다란 과제였다. 그리고 많은 가시광선 응답형 광촉매가 개발되어 왔지만 그것들의 대부분은 각종 천이원소를 함유하고 있는 것이었다. 그에 반해 필자들은 유기소재를 베이스로 한 광촉매에 계속 주목해 왔다. 그 특징을 아래에 정리한다. 1) 유기재료 베이스이며 금속을 전혀 함유하지 않아도 광촉매로서 작용할 수 있다. 2) 모든 가시광선에 광 양자 수율로 응답한다. 3) 마이크로 유체 디바이스에 의해 낮은 코스트로 대량생산(kg/min레벨)이 가능하다. 1번의 유기재료인 점은 종이나 플라스틱제품과 섞어서 악취를 제거
뇌 과학의 관점에서 - 냄새 ・ 향기가 사람에게 미치는 영향과 그 메커니즘 뇌 과학은 지난 수십 년간 급속한 비약 · 변혁을 이루어 현재도 일취월장의 기세로 발전을 거듭하고 있는 상황이다. 이로 인해 종래, 아직 해명되지 않은 인간 뇌에서의 신경 정보처리가 점차 밝혀지고 있다. 이러한 뇌 과학의 발전은 주로 인간의 뇌를 외부에서 비침습(非侵襲)적으로 계측하는 기술의 발전에 힘입은 바가 매우 크다. 필자 등도 인간의 뇌 활동을 외부에서 비침습적으로 측정하는 다양한 기술과 연구개발에 오랜 기간에 걸쳐서 관여해 왔다. 그림1 코 호흡과 냄새 ・ 향기 스니핑(sniffing) 그래서 본고에서는 이러한 인간의 뇌와 생체에 대한 비침습적 측정 방법의 몇 가지 측정 실제 사례를 들어 소개한다. 이와 함께 최근의 뇌 과학으로 밝혀져온 인간의 뇌 기능의 새로운 지식견해, 그리고 뇌 과학의 관점부터 이러한 기술을 이용해 해명된 ‘냄새 · 향기가 사람에게 미치는 영향과 그 메커니즘’에 대해 기술한다. 이전의 뇌의 신경 생리학 연구는 동물의 뇌 생리학 연구가 중심이었다1) . 인간의 뇌는 고도로 발달했기 때문에 매우 복잡하고 그 전모(全貌)를 해명하는 것은 정말 무모한…
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
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
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~
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
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…
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