화장품 소재로서의 Chitosan/PVA Hydrogel Mask Sheet 제조와 특성평가 = Preparation and Characterization of Chitosan/PVA Hydrogel Mask Sheet as Cosmetic Materials

국문 초록 (Abstract)

Chitosan, PVA(polyvinyl alcohol)와 Sodium Bicarbonate를 이용하여 다공성의 막 구조를 갖는 디스크 형태의 Hydrogel Mask Sheet를 제조하였다. 먼저 Chitosan(2％, in 1％ 아세트산)과 PVA(10％)의 혼합비율에 따른 상호작용을 Drop movement test에 의해 관찰한 결과 1:1 조건에서 이동거리가 최저로 나타났다. 건조 후 sheet 상태를 관찰한 결과 Chitosan sheet는 매우 강직된 물성을 나타내었으며, PVA는 가소성이 있는 물성을 보였다. 이에 따라 1:1 조건하에서 가교반응을 실시하였다. 가교제 농도에 따라 기계적 강도가 증가되었으며, 화장품용 Hydrogel Mask sheet에는 0.5％ Glutaraldehyde가 적합함을 알 수 있었다. 막 구조의 강도조절을 위해 Glutaraldehyde를 처리한 결과 Glutaraldehyde의 농도증가에 따라 막의 구조가 경직되었으며, Schiff base의 생성으로 색상이 점차 누렇게 변함을 알 수 있었다. Chitosan과 PVA의 분자간 상호작용을 관찰하기 위해 Drop movement test를 실시하였으며, 이 결과 Chitosan과 PVA 무게 1:1의 비율일 때 가장 높았다. 또한, PVA 5% 농도에 Chitosan을 0.5%로 첨가한 후 pH 변화에 따른 막의 Morphology를 주사전자현미경으로 관찰한 결과 pH가 낮아질수록 Pore의 크기가 증가하였다. 이는 Sodium Bicarbonate가 산성용액에서 CO2의 생성을 촉진시킨 결과에 의한 것이라 볼 수 있다.
제조된 Hydrogel Mask Sheet에 비타민B2를 함유한 마이크로비드를 함침 시킨 후 특성을 평가하였다. 셀룰라아제로 처리한 후 Fluorescence Microscope를 사용하여 Sheet의 Morphology를 관찰한 결과 효소 처리군이 미처리군에 비해 형광의 세기가 현저하게 저하되어 있음을 관찰할 수 있었다. 또한, 디스크 타입의 Chitosan/PVA Hydrogel의 pH에 따른 팽윤특성을 조사한 결과 pH가 산성일수록 팽윤성이 증가하였고, 알칼리성에서는 감소하였다. 이는 Chitosan의 pKa인 6보다 높을 경우 Chitosan이 양이온성을 잃게 되어 분자 사슬간의 반발력이 적어지고, 그 결과 분자 사슬간의 수소결합이 증가되고 이로 인해 팽윤성이 저하된 것이라 볼 수 있다. 반대로 pH가 Chitosan의 pKa 보다 낮을 경우 키토산의 아민기가 양전하를 띠게 된다. 따라서 양전하간의 정전기적 반발력이 생기게 되고 이로 인해 Chitosan/PVA의 팽윤성이 높아진 것으로 여겨진다. 이러한 Chitosan/PVA Hydrogel은 향후 pH 감응형 지능성 화장품 소재로 응용이 가능할 것으로 보인다.

목차 (Table of Contents)

• 국문요지 = ⅰ
• 차례 = ⅲ
• 표차례 = ⅵ
• 그림차례 = ⅶ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 피부의 구조와 기능 = 1
• 2. 피부와 수분 = 4
• 3. 마스크 팩의 유형 = 6
• 4. 마스크 시트의 응용 = 9
• 5. 연구목적 = 10
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 17
• 1. 재료 및 시약 = 17
• 2. 실험기기 = 17
• 3. 실험방법 = 17
• (1) 물성측정 = 17
• (2) Air/Liquid Emulsion을 이용한 마이크로스펀지 시트의 제조 = 18
• (3) 하이드록시 프로필키토산의 제조 = 18
• (4) 리보플라빈을 함유한 키토산비드 제조 = 18
• (5) 하이드로겔 마스크 시트의 제조 = 19
• (6) 측정 = 19
• Ⅲ. 결과 = 20
• 1. Chitosan-PVA 혼합용액의 물성특성 = 20
• 2. Air/Liquid Emulsion에 의해 제조된 마이크로스펀지시트의 특성분석 = 20
• 3. 키토산 마이크로 비드의 특성분석 = 22
• 4. 하이드로겔 마스크 시트의 평가 = 27
• Ⅳ. 고찰 = 33
• Ⅴ. 결론 = 35
• 참고문헌 = 36
• Abstract = 38