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FJK 2019년 12월호 [특집] 셀룰로오스 나노파이버의 특성과 응용 2

셀룰로오스 나노파이버 유화·분산 기능의 화장품에의 응용 - 피커링에멀전 형성, 미립자 분산, 안정화 메커니즘

# 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.

 



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