일반화학실험 | 화장크림의 제조

 

 

TIP

 

 

1. 유화현상을 이용한 크림의 제조원리를 이해하고, 실습을 통하여 그에 따른 조작 기능을 기른다.
2. 일반적으로 알고있는 vanishing cream과 cold cream을 제조하여 보고 시중에 유통되고 있는 화장크림과 비교하여 본다.

 

 

 

화장품

화장품은 화학 물질을 혼합한 것이어서 콜로이드상의 것이 많으며, 유화가용화, 색재료 및 분체의 분산, 분체로의 향료의 흡착과 인간의 체내와 외계와의 계면에 이르는 피부면, 그 피부면에 대한 화장품의 부착성이나 탈착작용등은 계면화학에 기초가 된다. 화장품의 대부분은 분산액이고, 이와 같은 분산계의 화학은 콜로이드 화학이다.

 

화장품 원료로는 유지, 밀납 등 그 유도체가 점유비율이 크고, 대부분의 화장품에서 기제나 원료로 사용하며, 계면활성제, 색제료, 생약 추출물 향료가 점유하는 위치도 중요하다. 여기서 계면활성제는 유화, 가용화, 침투, 젖음, 분산, 세정의 작용 이외에 보습, 살균, 윤활, 대전 방지, 유연, 기포, 소포의 역할도 갖는다. 고체-액체 경계면에서의 현상으로, 젖음(wetting)과 분산이 있는데, 젖음의 현상은 고체면을 어떤 액체가 적시면, 액체 자신의 응집에 이겨서 고체 표면으로 퍼지는 현상이며, 고체의 미립자가 액체에 분산된 서스펜션(Vanishing cream)을 만들기 위해 중요하다.

 

분체, 혼합, 분산에 영향을 주는 응집성, 메이크업 효과 등에는 부착성이 크게 관계한다. 레올리지(rheology)도 충분히 고려해야 한다. Strarin산을 KOH 또는 K₂CO₃로 중화하면 vanishing cream이 되고, 지방류를 Na₂B₄O₇ 또는 비누의 alkali성으로 유화시키면 cold cream이 된다.

 

 

가용화

녹아 있는 물질을 가용화제라고 한다. 계면활성제는 가용화제로 알려져 있는데, 계면활성화제가 임계 미셀 농도 이상일 때는 물 속에서 거의 녹지 않는 유용성 염류도 상당한 용해성을 나타내며, 가용화량은 활성제 농도에 비례한다. 이 경우 유용성 염료는 활성제 미셀의 내부 또는 표면의 소수성 부분에 흡수된다.

 

가용화제는 저분자 활성제뿐만 아니라 수용성 고분자에서도 작용을 하는 것이 많다. 고분자 전해질인 폴리소프(polysoap)는 용액 속에서 용매 분자와의 상호작용이나 하전기의 이온화도․분포 상태에 따라 그 형태가 규정되지만, 소수기 부분이 모여서 소수성의 영역을 형성하고, 그 곳에 소수성 화합물을 둘러싸면서 가용화를 이룬다. 폴리비닐알코올․폴리메타크릴산․폴리에틸렌이민․폴리스티렌술폰산 등 합성 고분자, 혈청알부민β-락토글로불린․DNA․인슐린 등 생체 고분자의 가용화력도 알려져 있다.

 

방향족 술폰산․방향족 카르복시산․페놀류․알코올류․피롤리돈류․요소류를 다량으로 첨가하여 물에 잘 녹지 않는 물질의 용해도를 증가시키는 현상을 하이드로트로피라고 한다. 유용성 비타민이나 호르몬 등을 가용화하여 수용성으로 바꾸거나 페놀류 등 살균제와 혼용하여 효과를 증가시키는 방법, 에멀션 중합을 촉진하는 방법 등 공업적으로 널리 응용하고 있다.

 

 

실험 방법

1. Vanishing cream

1) 200㎖ 비커에 증류수 75㎖, 수산화나트륨 0.7g, 글리세린 10㎖를 넣고 녹여 80-85℃로 가열하여 놓는다.

 

2) 스테아르산 15g을 500㎖ 비커에 담고 80～85℃로 유지된 중탕 냄비 속에서 잘 저어 주며 녹인다.

 

 

3) 스테아르산 액체에 ①의 혼합액을 조금씩 넣으면서 잘 저어 준다. 이 때, 충분히 저어 주어야 한다.

 

4) 냉각시키면서 손바닥에 찍어 옮겨 손가락으로 알갱이의 크기를 조사해 본다. 이 때, 알갱이가 거칠 면 다시 중탕 냄비에 넣고 잘 저은 후 식힌다.

 

5) 혼합액의 점도가 점차 커지면서 겔 상태가 되는지를 확인한다.

 

6) 50℃이하로 식었으면 향료 0.1～0.4g을 가한다.

 

7) 완전히 냉각된 혼합액, 즉 겔 상태의 크림을 스푼으로 조금 떠서 손등 또는 팔뚝에 발라서 문질러 본다.

 

8) 각 화장품을 조금만 슬라이드 글라스에 떨어뜨린 후 커버 글라스를 덮고 배율을 100～400배로 조정하여 이 크림의 유화가 잘 되었는지를 현미경을 통하여 살펴본다.

 

9) 만들어진 크림과 시중의 다른 화장품들의 pH를 측정하여 본다. (스킨, 로션, 크림 등)

 

2. Cold cream

1) 밀납 9g, stearin산 2g, 파마자유 4g, 유동 파라핀 100㎖, lanolin 1g, 올리브유 4g을 250㎖ 비커에 담고 항온수조에서 70℃에 녹인다.

 

2) 250㎖ 비커에 Na₂B₄O₇˙10H₂O 0.5g을 물 10㎖에 녹이고 70℃에서 가열한다.

 

3) 1)의 비커에 2)를 조금씩 넣으면서 교반하여 유화한다.

 

4) 40℃ 이하로 식힌다.

 

5) 손등에 발라본다.

 

 

 

[일반화학실험]화장크림의 제조 레포트