[화장품_제형 연구] 킬레이트제(Chelating agent)_Disodium EDTA 2NA, Disodium EDTA 4NA, Sodium phytate 함량별 확인 실험

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2021.03.30 ~ 2021.04.16

 

 

▶ 서론

 화장품 제조 시 '그냥 미량 들어가는 원료'라고 알았던 Disodium EDTA 2NA.

왜 들어가는지 궁금했지만 단순하게 서치했을 때 '킬레이트제, 금속이온봉쇄제'이며 금속이온을 봉쇄하여 방부를 막는거라고 이해하고 넘겼지만 취업 후 이 원료에 대하여 깊은 고민을 하게 되었음.

 

 

● 고민 초반에 이해했던 EDTA 첨가 이유

 1) 화장품에서 미량의 금속이온 성분은 유성 원료의 산화를 촉진하는 촉매로 작용하여 변취, 변색의 원인이 되고, 다른 성분의 작용을 저해하며 특히 화장수 등에서는 침전이 생겨 불투명한 상품으로 변화할 수 있기 때문에 금속이온봉쇄제를 첨가함.

2) EDTA 자체 방부 능력은 없으나 Pseudomonas aeruginosa나 Staphylococcus aureus의 경우 EDTA 0.05% 이상 사용했을 때 항균력이 급격히 증진되어 방부 부스터의 효과를 보임.

  → 근거 출처 논문 : 김소희 ( So-hee Kim ), 윤유나 ( Yuna Yun ),and 안수선 ( Susun An ). "화장품 성분들의 세균에 대한 항균 시너지 효과 연구." 대한화장품학회지 44.1 (2018): 1-7.

 

 

 ▶ 그러나, 마스크팩은 한 번 쓰고 버리는 데 제조 시 넣는 이유는 무엇일까? 라는 질문을 받게 되었음.

  - 깊은 고민 끝에 이유를 찾지 못했고, 여쭤보았더니 예전부터 내려오는 '관행'이 처방에 남겨진 것이라는 걸 깨닫게 되었음. 따라서 단순히 처방을 보고 만드는 것이 아니라, 원료 하나 하나 '왜' 첨가를 하는지 공부하고 이해해야 할 시간이 필요하게 되었음. 킬레이트제가 그 공부의 첫 시작이었음.

 

 

킬레이트제 (Chelating agent)

- 논문 참고 : 서진석. "HPLC에 의한 금속이온, Sodium-EDTA 킬레이트 동시 분리에 관한 연구." 국내석사학위논문 아주대학교 산업대학원, 2009. 경기도

 

● 배위결합 (Coordinate bond)

- 한 쪽의 원자만이 일방적으로 전자쌍을 제공하고 다른 한 쪽은 전자쌍을 받음으로써 일어나는 결합

 

● 착이온 (Complex Ion)

- 배위결합에 의하여 형성되어 전하를 갖는 원자단

 

● 화합물 (Complex Compound)

- 착이온을 함유하는 화합물

 

● 배위자 / 리간드 (Ligand)

- 착화합물을 형성할 때 전자쌍을 제공하는 분자나 이온

 

● 1 배위자 (mono ligand)

- 중심원자에 제공할 수 있는 전자쌍이 한 쌍인 경우

 

● 킬레이트 고리 (Chelate ring, Scherenring)

- 중심원자에 2 배위자 이상이 배위결합을 하게 되면 중심원자와 배위자 사이에 형성되는 고리

 

● 킬레이트화 반응 (Chelation)

- 킬레이트 고리가 형성되는 반응

 

● 킬레이트제 (Chelating agent)

- 2 배위자 이상의 배위자를 지칭함

 

● 킬레이트 화합물 (Chelate compound)

- 킬레이트제에 의하여 형성된 화합물

 

 

▶ 본론

[실험목적]

1. 중화된 점증제에 킬레이트제를 종류별 · 함량별 차이를 두어 pH 변화, 점도 변화, 전기전도도 변화를 확인하기 위함임.

 

[실험준비]

1. 중화된 점증제 준비

→ Carbopol 980 설정 - 981보다 점도 형성이 잘 되어 확인 실험에 적합하다고 판단했기 때문임.

2. 킬레이트제 1% Solution 종류별 · 함량별로 준비

 ① Disodium EDTA 2NA - 0%, 0.02%, 0.05%, 0.1%

 ② Disodium EDTA 4NA - 0%, 0.02%, 0.05%, 0.1%

 ③ Sodium phytate - 0%, 0.02%, 0.05%, 0.1%

 

 

[실험순서]

1. 중화시킨 카보머 99%에 준비한 킬레이트제 1% Solution을 첨가하여 아지 믹서로 교반한다.

2. 점도, pH, 전기전도도를 측정한다.

3. 비교 분석 그래프를 생성한다.

 

 

 

▶ 결론

[실험결과]

1. pH는 EDTA-2NA를 제외한 나머지 두 종류에서 함량이 증가할수록 pH가 증가하였음.

2. 점도는 세 종류 모두 함량이 증가할수록 점도는 감소하였으며, EDTA-2NA가 다른 종류에 비해 점도가 가장 낮았음.

3. 전기전도도(Conductivity)는 함량이 증가할수록 전기전도도 또한 증가하였으며, EDTA-2NA가 다른 종류에 비해 전기전도도가 가장 낮았음.

 

 ① pH 측정 결과

 

 ② 점도(Viscosity) 측정 결과

 ③ 전기전도도(Conductivity) 측정 결과

 

 => 함량의존적으로 Sodium기가 증가하여 점도는 하락하고 전기전도도는 증가하는 것을 확인함.