화장품 제형의 안정성을 제어하는 방법

에멀젼은 열역학적으로 불안정한 시스템이며 수명이 제한됩니다. 에멀젼의 안정성이 미용 용 공식에 중요한 문제임을 나타냅니다. 상업용 화장품의 유통기한은 2~3년이어야 합니다. 에멀젼의 유통 기한은 에멀젼이 소비자에게 용납할 수 없는 수준으로 악화되는 데 걸리는 시간으로 정의할 수 있습니다. 상업용 화장품을 소비자에게 배포하고 저장하는 데는 오랜 시간이 걸립니다. 일반적으로 화장품의 유통 기한은 2~3년입니다. 일부 국가에서는 자외선 차단제를 포함하는 창구 판매(OTC) 에멀젼이 5년 이상 안정성을 갖도록 요구합니다. 실시간 유통 기한 측정은 시간이 많이 걸리기 때문에 일반적으로 화장품 회사는 실시간 유통 기한 연구를 거의 수행하지 않으므로 에멀젼의 유통 기한을 정확하게 예측하는 테스트를 설계하는 것이 중요합니다. 현재 이러한 프로그램이 많지만, 현실과는 일정한 거리가 있어 에멀젼의 안정성이 단순한 문제가 아니라는 것을 나타낸다.

(1) 에멀젼 불안정의 메커니즘

에멀젼이 숙성되면 에멀젼을 불안정하게 만들기 위해 물리적 인 변화를 겪습니다. 중력 계층화, 플로치 및 불균형의 효과를 포함합니다.

중력 분리의 가능한 결과는 flocculation입니다. 플로세레이션은 침전 또는 계층화의 현상입니다. 플로세레이션 동안, 여전히 유화되지만, 풍부한 분산상 층은 상부 층(O/W 에멀젼) 또는 하부 층(O/W 에멀젼)에 집중된다. W/O 에멀젼). 이러한 두 가지 중력으로 인한 변화는 되돌릴 수 있으며 흔들림은 집계된 재료를 다시 분산시킬 수 있습니다. 이러한 조건은 스토크스의 법칙에 순종하며, 즉 분리 속도는 오일 상과 수상 사이의 밀도 차이에 비례하며, 연속 상의 점도는 분산된 상의 입자 크기에 비례한다. 따라서, 연속 상의 점도를 증가하거나, 콜로이드 밀또는 균질화를 사용하여 입자 크기를 감소시키는 것은 에멀젼의 안정성을 증가시킬 수 있다.

분산된 위상 물방울을 모아 더 큰 물방울을 형성하기 위해 결합되면 결합이 발생합니다. 결국 위상 분리가 발생합니다. 유화제의 양이 방울을 작게 유지하는 것만으로는 충분하지 않지만, 플로칭을 방지하거나 더 큰 입자 분포를 가진 에멀젼으로 결합하는 것으로 충분하면, 이 상황은 제한된 결합이라고 합니다.

불균형 효과는 액적의 외부 압력보다 더 높은 액적의 내부 압력에 의해 발생합니다. 이 원동력은 화학 성분이 작은 물방울에서 더 큰 물방울로 확산될 수 있거나, 또는 아마도 연속 단계로 확산될 수 있게 합니다. 계면 활성제 시스템의 다른 구성 요소는 작은 물방울에서 다른 속도로 큰 방울로 확산 될 수 있기 때문에, 결과적으로, 작은 물방울이 작아지고 큰 방울이 커집니다.

(2) 에멀젼 안정성 테스트

에멀젼 안정성을 예측하는 많은 실험적인 방법은 문헌에서 보고되었습니다. 그것은 주로 가속 테스트, 실시간 테스트 및 유변 측정을 포함한다.

1. 가속 테스트

가속 시험은 온도 증가 또는 원심 작용과 같은 시스템에 하중을 적용하는 방법에 기초한 방법입니다. 가속 테스트의 내재된 위험은 에멀젼을 실제로 경험하는 것 이상으로 조건에 적용하는 것입니다. 따라서, 가속된 시험 결과를 주의하여 사용해야 하며, 정상적인 저장 조건하에서 결과에 의해 결론을 비교하고 확인해야 한다.

온도 기반 가속 테스트는 일정한 고온을 사용하며,

(예를 들어, 40°C 또는 48°C) 또는 동결 용융 주기(-15~5°C 에서 실온까지). 고온 가속 시험을 사용하기 위한 이론적 근거는 화학 반응 속도와 온도 사이의 관계를 설명하는 Arrhenius 방정식이며, 즉 온도가 10°C 상승하면 대부분의 화학 반응속도가 두 배가 됩니다. 따라서 20°C에서 3년은 50°C에서 4.5개월과 동일해야 합니다. 그러나 온도가 증가함에 따라 에멀젼의 점도가 감소하고 계면활성제 용해도의 균형이 변화합니다. 콜로이드 고형체 및 폴리머의 수분 공급, 2상 사이의 분자 분할, 왁스 또는 기타 물질의 용융 등 다른 변화가 발생할 수 있다. 에멀젼을 안정적으로 만드는 주요 요인 중 일부는 고온에서 갑자기 사라져 에멀젼이 불안정해집니다.

가속 테스트는 때때로 몇 가지 오해의 소지가 있는 정보를 생성합니다. 고온에서 분리되는 일부 에멀젼은 실온에서 유통 기한이 다를 수 있습니다. Nonionic 유화제는 에멀젼을 안정화하기 위해 폴리옥세틸렌 그룹의 수분에 의존하며, 이들의 선택은 실온에서의 인터페이스 특성을 기반으로 한다. 고온에서는 유화제의 수분 공급이 작아지고 HLB 값은 완전히 다릅니다. 그(것)들은 다른 속성의 분자로 간주될 수 있습니다. 경우에 따라, 에멀젼은 저온보다 고온에서 더 안정적입니다. 이 경우 고온 가속 테스트에 근거하여 결론을 내릴 경우 부정확할 뿐만 아니라 오해의 소지가 있습니다.

동결 용융 주기는 또한 에멀젼의 부하를 증가시키고, 몇 가지 내재된 문제가 있습니다. 동결 온도에서 O/W 에멀젼에서 얼음 결정이 형성되면 오일 입자가 길게 변하고 평평해질 수 있습니다. 또한, 유화제의 리포필성 부분은 유동성을 잃고, 수성구부는 물의 동결 및 강수량으로 인해 자발적으로 "탈수"한다. 유화전에 에멀젼이 "치료"되면 에멀젼은 시험을 견딜 수 있습니다. 구성 요소의 재용해 속도가 느리면 에멀젼이 불안정하여 실온에서 발생하는 공정과 다릅니다.

원심 작용은 가속 중력을 사용하여 에멀젼에 하중을 적용하는 또 다른 방법입니다. 반경은 10cm이고 5h의 속도는 중력의 경우 1년과 같습니다. 따라서, 이 방법은 플라지 및 계층화에 대한 속도가 결정적인 공정에 적용될 수 있다. 어떤 사람들은 에멀젼의 안정성을 정량적으로 결정하기 위해 초원심분리 방법을 사용합니다. 필요한 시간은 기존 방법보다 짧지만 결과와 실시간 테스트 사이의 상관 관계를 연구하고 상관 관계를 사용하여 에멀젼의 안정성을 예측하기 위해 더 많은 작업이 필요합니다. 초원심분리의 속도는 최대 25000r/min입니다. 이러한 고속 조건에서, 에멀젼의 안정성과 정상 조건하에서 안정성 사이에 차이가 있다; 이러한 고속 원심분리하에서 는 유착만이 속도의 결정적인 단계이므로 물방울이나 입자가 빠르게 쌓여 물 매체가 빠르게 분리됩니다. 정상적인 저장 조건에서 가역 가능한 플로아와 돌이킬 수 없는 플로카루가 발생하며, 둘 다 공정 속도의 결정적인 단계일 수 있습니다. 또한, 이러한 강한 힘을 적용하면 액적 사이에 수상 액체의 액체 필름이 누출되어 유화제 필름이 파괴될 수 있다.

가속 테스트결과와 일반적인 저장 조건하에서의 결과 사이의 상관관계를 더욱 연구해야만, 가속 테스트를 올바르게 사용하여 에멀젼의 안정성을 예측할 수 있다.