카보머(Carbomer) 지식 대방출

장업계에서 개발·생산단에 있으면 무조건 알만한 재료가 '카보머(Carbomer)' 입니다.

모드시더라도 한 번쯤은 들어보셨을거예요. 물같은 스킨/토너 이외의 제형에 거의 모두 쓰이니까요.

 

 

 

 카보머란?

 

펜타에리스리톨의 알릴에텔, 수크로스의 알릴에텔 혹은 프로필렌의 알릴에텔로 가교된 아크릴릭애씨드의 호모폴리머(homopolymer)입니다.

 

n의 숫자가 클수록 중합도와 분자량이 커지는데 이 중합도와 가교되는 특성으로 인해 다양한 제형이 구현되며, 유화를 안정화시키고 점증을 시키는 원리의 바탕이 됩니다.

 

 

 

카보머가 사용되는 제품류

 

개인용품 (Personal Care) 중에서도 기초제품에서는

겔, 크림, 로션, 손세정제같은 고함량의 겔, 선스크린, 바디샤워, 화학적 제모제

 

헤어제품에서는

스타일링젤, 샴푸, 컨디셔너, 무스, 염색약, 파마약 등등 많은 곳에서 사용되며

 

이뿐만아니라 약용(알약, 캡슐, 치약, 생체접착제, 피부에 바르는 겔, 크림, 로션, 구내용 도포제 등등)과 생활용품용(주방세제, 섬유케어제품, 클리너제품, 핸드워시, 광택보호제, 자동차용품, 배터리, 페인트, 접착제 등)에 안쓰이는 곳이 없습니다.

 

 

 

제형 내에서 기대하는 카보머의 적용 효과

 

• 넓은 범위로 사용자가 설정할 수 있는 도톰한 발림성
  • 연구원이 타겟하는 발림성의 정도를 카보머의 종류와 함량 설정으로 구현할 수 있어 편리함.

• 친수성을 띄지않는 성분의 분산
  • 물에 분산되면 가교되는(crosslinked) 특성으로 제형 내에 성분들이 잘 분산되게끔 해주는 지지대(binder)역할을 해주어 친수성을 가지고 있지않은 성분도 제형에서 고루 분산되게끔 도와줌.
• 에멀젼(유화)의 안정화
  
  • 오일을 유화제를 사용해서 억지로 분산시켜놓은 것이 유화인데, 열역학적인 측면에서 에너지를 써서 무질서도(엔트로피)를 오려놓은 상태이다. 분산이 잘 되어있지 않으면 환경적 변화로 인해 무질서도가 낮아지는 자발적인 반응을 통해 안정화가 낮아지게 되는데 카보머를 적용하면 이러한 무질서도가 낮아지는 것을 예방할 수 있다.

 

 

 

카보머를 사용하면 좋은 점 

• 도톰한 발림성과 효율적인 분산
• 넓은 범위의 온도안정성
• 높은 투명도
• 독특하고 제어가능한 제형적 특성

 

 

카보머 입자

NOVEON이 발표한 자료에는 20,000배를 확대한 카보머 입자 사진이 있습니다. 응집된 평균 입자 사이즈는 2 -7마이크로미터이며, 단일입자 중에서 가장 작은 것은 0.046마이크론, 가장 큰 것은 0.280마이크론이었으며 평균적으로는 0.200 마이크론이라고 합니다.

 

 

 

처리에 따른 카보머 입자 변화

 

 

건조된 분말형태의 폴리머는 응집된 형태를 띄며 수화 후에는 직경이 크게 증가합니다. 이때 수화물의 pH는 2.5~3정도로 산성을 띄게됩니다. 이 수화물을 트로메타민(Tromethamine), 아르기닌(L-Arginine)등으로 중화하면 중화물의 염기가 카보머뼈대에 붙게 되면서 사이즈가 증가되는데 이 사이즈는 처음 분말형태의 카보머에비해 약 1000배 정도 증가합니다.

 

 

 

 

 

 

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