자외선 차단 기능성의 프레스드 헤어 파우더 제형의 분산성 및 안정성 향상에 관한 연구

Abstract

프레스드 헤어 파우더의 중요 품질 속성으로는 새치와 빈모를 마치 머리카락처럼 잘 커버할 수 있는 진한 발색력이다. 그러기 위해서는 다량(30~40%)의 흑색 산화철이 배합되어야 하는데 산화철 특성상 다량(30~40%)으로 배합 시 응집이 생겨 케이킹(caking)현상이 일어나 표면이 오돌토돌한 돌기가 발생하여 발림성이 떨어진다. 따라서 발색력과 발림성을 모두 만족시킬 수 있는 제형을 개발하기 위해 triethoxycaprylylsilane이 코팅된 산화철을 이용하였다. 추가적으로 케이킹 방지제(Anti-CakingAgent)로 단분산성 실리카인 Silica/ Caprylic/ Capric Triglyceride/ Methicone (SCCTM)과 소수성 실리카 Silica Dimethyl Silylate(SDS)를 배합 비율을 조절하며 분산성을 증가시켰었다. 그 분산성 측정으로는 입도 분석, 퍼프 테스트, 응집 침전 속도 분석을 통해 확인하였다. 그 결과로는 논코팅 산화철에 비하여 Triethoxycaprylylsilane이 코팅된 산화철이 분산성이 높았고 SCCTM 5%, SDS 2% 적용한 실험이 분산성이 좋아 발림성 평가가 높았고 낙하안정성도 3회로 제형 안정도도 높았다. 해당 실험의 입도 분석 결과로는 9.0 μm으로 두 번째로 작았고, 퍼프 테스트 결과로는 표면이 제일 깨끗했으며, 응집 침전 속도에 따른 탁도 차이로는 탁도가 제일 짙어 가라앉은 정도가 제일 낮았다. 추가적으로 여름철 모발 및 두피 보호에 대한 소비자 니즈를 만족시키기 위해 자외선 차단 원료를 무기 자외선 차단제 Aluminium hydroxide와 Triethoxycaprylylsilane이 코팅된 제품의 Titanium dioxide (AS Coated TIO2)와 유기 자외선 차단제 ethylhexyl methoxycinnamate (OMC) 추가 배합하여 in vitro SPF 값에 따른 적절한 배합 비율을 찾는 실험을 진행하였다. 발림성과 발색력 모두 만족시킨 선행연구의 프레스드 헤어 파우더 제형에 AS Coated TIO2 7%와 OMC 3% 배합한 실험의 SPF 16으로 제일 높았으나 오일이 배어 나오는 현상으로 발림성이 떨어졌다. AS Coated TIO2 7%만 적용한 실험의 경우 SPF 8이며 발림성 평가 또한 높았다. 따라서 이미 응집력이 높은 산화철이 다량으로 배합된 프레스드 헤어 파우더에 유기 자외선 차단제까지 추가 배합하기에는 제형의 품질이 떨어져 무기 자외선 차단제만 적용하는 게 올바른 방향으로 보이는 것으로 결론을 내렸다.

|One of the most important properties of the pressed hair powder in quality is intensive color that covers grey and empty hair and shows them like real hair. In order to achieve this property, a large amount of iron oxide (30 to 40%) must be mixed. However, agglomeration occurs when large amount of iron oxide (30 to 40%) is mixed due to the characteristics of iron oxide. This causes caking phenomenon, which creates bumps on surface of powder and decreases spreadability. Therefore, iron oxide coated with triethoxyacaplylsilane was used to develop a formula that satisfies qualities in both color intensity and spreadability. In addition, dispersibility was increased by controlling a mixing ratio of anti-caking agents which were silica/Caprylic/Capric Triglyceride/Methicone (SCCTM), a monodispersible silica, and silica dimethyl silicate (SDS), a hydrophobic silica. The dispersibility was measured using particle size analysis, puff test, and agglomeration precipitation rate analysis. The result indicated that iron oxide coated with triethoxyacaplylsilane showed higher dispersibility than non-coated iron oxide. Moreover, experiment with ratio of 5% SCCTM and 2% SDS demonstrated higher spreadability evaluation score and formulation stability, and passed dropping test three times. The result of particle size analysis illustrated that the size of particle in this ratio was the second smallest as 9.0μm and the puff test indicated the surface was the most clean and even. Last, this ratio exhibited the most turbid result, thus the degree of sinking was the lowest, according to the agglomeration precipitation rate. Additional experiments were performed on sunscreen ingredients to satisfy needs from consumer for hair and scalp protection from UV light. An inorganic sunscreen ingredient, titanium dioxide coated with Aluminum hydroxide and triethoxypyrrolsilane (AS Coated TIO2), and an organic sunscreen ingredient, ethylhexyl methoxycinnamate (OMC), were mixed in different ratios to find out the ratio that delivers the highest in vitro SPF value. Using previously studied pressed hair powder formula that satisfied both spreadability and color intensity, experiment including 7% of AS Coated TIO2 and 3% of OMC mixture demonstrated the highest SPF value with SPF 16, but the spreadability was low due to oil leak. When 7% of AS Coated TIO2 was used alone, SPF was 8 and the spreadability evaluation was high. Therefore, it was concluded that it is more appropriate to use inorganic sunscreen ingredient alone than using mixture of inorganic and organic sunscreen ingredients since the pressed hair powder already includes large amount of iron oxide which possess high cohesion characteristic that drops quality of formula when organic sunscreen ingredient is added.