A study on the Characteristic of Mask Sheets

ISSN 2288-1069 (Online)

http://dx.doi.org/10.12925/jkocs.2017.34.4.787

마스크 팩 시트의 특성 연구

장혜인

세명대학교 화장품뷰티생명공학부

(2017년 10월 8일 접수: 2017년 10월 27일 수정: 2017년 11월 4일 채택)

A study on the Characteristic of Mask Sheets

Hye-In Jang^✝

School of Cosmetic Science and Beauty Biotechnology, Semyung University (Received October 8, 2017; Revised October 27, 2017; Accepted November 4, 2017)

요 약 : 본 연구는 시중에 판매되고 있는 시트 타입 마스크 팩의 재질에 따른 특성에 관한 연구이다. 정 제수와 1.3-propanediol, 1.3-butylene glycol, Glycerine, Hyaruronic acid와 같은 수용성 성분과 Cyclomethicone, Dimethicone, Phytosqualane, Caprylic Capryl Triglyceride, Grape seed oil, Macadamia Nut oil 오일을 비롯한 다양한 오일의 흡유력을 살펴 본 결과 정제수를 제외한 모든 수용성 성분들은 점도가 커질수록 흡습능력이 커졌고 오일의 경우엔 모든 오일의 점도에 비례하여 흡유 능력이 커 짐을 확인할 수 있었다. 이때 마스크 시트의 종류는 초산 발효 바이오셀룰로오스가 수용성 습윤제나 모든 오일에 있어서 500~1,000 배 이상의 함습, 함유 능력을 보여주었는데 이는 표면 구조에서 살펴본 바와 같 이 5,000배 이상 확대한 사진에서 보이는 미세한 망상 구조를 이루고 있기 때문이다. 망상 구조는 단면에 서도 잘 확인할 수 있었고 이러한 구조적 특징이 함습, 함유 능력을 우수하게 하며 다량 함유된 수용성 성 분과 오일은 시간 경과에 따라 배출 또한 용이하게 하는 것으로 사료되는 바이다. 또한 각 마스크 시트는 소재에 따라 그 특성을 보여주고 있기에 피부에 좋은 역할을 할 수 있는 마스크 팩의 제조에 기초 연구로 삼고자 한다.

주제어 : 마스크 시트, 점도, 함습량, 함유량, 표면 분석

Abstract : This is a study on characteristics according to the material of sheet-type mask packs being sold on the market. The absorption capacities of water soluble components such as purified water, 1.3-propanediol, 1.3-butylene glycol, glycerine, and hyaluronic acid are compared with that of various oils including cyclomethicone, dimethicone, phytosqualane, caprylic capryl triglyceride, grape seed oil, and macadamia nut oil. As a result, all of the water soluble components except purified water showed higher moisture absorption capacity as the viscosity increased. And in case of oil, all oil showed higher oil absorption capacity according to the viscosity. During this test, the mask sheets with the type of acetic acid fermented bio-cellulose showed 500~1,000 times or more absorption

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Corresponding author

(E-mail: [email protected])

capacity on water soluble wetting agent or all oils, which is due to the fine mesh structure seen in the 5,000x enlarged photograph at surface structure. This mesh structure was well recognized on the cross section and these structural features enhance the absorption capacity of water and oil. It is also believed that largely contained water-soluble components and oils facilitate the discharge over time. In addition, since each mask sheet shows their characteristics according to their material, it is intended to be a basic research for manufacturing mask packs good for skin.

Keywords : Mask Sheets, Viscosity, Moisture Retention Capacity, Oil Retention Capacity, Surface analysis

1. 서 론

현대인들의 신체적 건강과 아름다움에 대한 기 대와 욕구가 높아져 자신의 외모에 대한 관심과 투자가 늘어나고 있으며 깨끗하고 탄력 있는 피 부의 열망으로 “동안피부”, “쌩얼” 열풍과 함께 스킨케어 시장이 양적인 성장을 거듭하고 있다 [1]. 개인의 외모는 첫인상을 결정짓는 매우 중요 한 부분이며, 현대사회에서 대인관계를 형성하는 데에 있어 큰 역할을 차지한다. 외모 관리는 미 용의 개념을 넘어 현대인의 경쟁력으로 자리매김 하고 있다[2].

피부를 관리하는 데에는 많은 방법이 있는데, 여러 종류의 피부 관리법 중에서도 다양한 종류 의 팩 제품들이 시중에서 손쉽게 구할 수 있고 간편하게 사용할 수 있어 선호되고 있다. 팩 제 품은 얼굴에 바르거나 붙여 피부 표면에 수분과 영양을 공급하여 피부를 촉촉하고 탄력적으로 만 들며, 신진대사를 촉진시켜 피부에 쌓인 노폐물을 제거 할 수 있다[3].

특히, 시트 타입으로 얼굴에 붙이는 마스크 팩 은 기존의 화장품처럼 손이나 도구를 이용해 도 포하지 않고 포장을 개봉한 후 바로 얼굴 형태로 제작된 시트를 붙이기 때문에 사용 방법이 매우 간편하고 위생적이며 최근 확대된 시장과 함께 실용적인 가격으로 소비자들로부터 큰 호응을 이 끌고 있다. 이는 최근 연구 결과에서도 찾아볼 수 있다. 소비자에게 애용하는 팩을 물어본 결과 손쉬운 사용 방법으로 인해 ‘시트 타입 마스크 팩’이 60.1% 으로 압도적으로 많이 사용하는 것 으로 나타났다[4]

인스턴트 뷰티 트렌드와 함께 시트 마스크는 뷰티 업계의 아이템으로 자리 잡았고, 글로벌 브 랜드에서는 다양한 독점 기술을 도입해 에센스

한 병이 고스란히 담겼다는 내용으로 여심(女心) 을 사로잡기에 나섰다. 한편 국내 브랜드들은 다 양한 성분을 함유하여 선택의 폭을 넓히면서도 상대적으로 실용적인 가격을 내세워 소비자의 부 담을 줄이는데 주력하고 있다[5]. 최근의 경기 침 체 요인 또한 고가화장품과 에스테틱 이용자들을 홈 케어 시장으로 이끄는데 한 몫을 하고 있으며 혼자 피부를 관리하는 “홈 케어족”을 늘어나게 하는데 영향을 미치고 있다. 국내 드럭스토어 “올 리브 영” 관계자는 고가 화장품의 대용품 개념, 나를 위한 사치 개념의 홈 에스테틱 상품으로 소 비자들이 시트 마스크 팩을 선호하고 있다고 분 석했다[6].

세계적인 화장품 시장의 규모는 매년 5% 정도 상승하고 있으며 국외 화장품 시장의 특성상 마 스크 팩 시장의 규모를 따로 산출하지 않고 있지 는 않는 형편이다. 국내 화장품 시장도 꾸준히 상승하고 있으며 대한화장품협회에서 조사한 내 용에 따르면 2002년 마스크 팩 생산 실적이 604 억 원 정도로 전체 화장품 시장의 1.6% 정도에 그쳤지만 그 후 꾸준히 성장하여 2014년 우리나 라 기초화장용 제품 류 생산액은 5조 929 억 원 으로 전년대비 12.7% 증가했으며 그 중 팩, 마스 크는 5,454 억 원이 생산되었고 전년대비 증가율 (41.8%)이 가장 높았다[7].

K-Beauty시장이 절정이었던 2015년 화장품 업계의 히트 아이템은 시트 마스크 팩으로 높은 보습력과 손쉬운 사용법, 합리적인 가격으로 인기 를 얻기 시작한 시트 마스크 팩은 한국을 방문한 중국인 관광객들에게 큰 인기를 누리고 있으며 화장품의 주요 상권인 명동에는 시트마스크 팩 전문매장이 등장할 정도로 매우 인기가 있는 품 목이다[8]. 마스크 팩 시장은 품질과 특징에 따라 세분화 되며 사람들의 니즈에 맞춰 고기능, 프리

미엄 제품들이 다양하게 출시되어 있다. 기초 화 장품의 한 종류로 분류되던 마스크 팩은 2000년 대 초반을 기점으로 단일 카테고리로 두각을 나 타내기 시작했다. 특히, 에센스 등 화장품 내 유 효성분을 전달하는 매개체 역할을 해온 시트는 1 세대 부직포를 시작으로 2세대 면, 3세대 하이드 로 겔, 4세대 습윤 바이오셀룰로오스, 5세대 건조 바이오셀룰로오스로 이어지며 발전하고 있다[9].

이런 발전의 이유로 가장 일반적인 마스크 시 트 팩은 부직포 등에 화장수를 첨가하거나 기능 성이 있다고 알려진 활성성분을 에센스 등의 제 형으로 첨가하여 제조하는데 부직포의 특성상 화 장수나 에센스 등의 제형이 첨가된 경우에도 거 칠한 감을 완화시키기 어려우며 화장수 등에 적 셔 사용하기에 피부에 대한 부착성이 낮은 것도 이러한 다음 세대로의 발전을 꾀할 수 있었던 계 기라 본다[10].

최근 시중에는 부직포 외에 순면, 펄프, 레이온 과 같은 다양한 섬유 재질 외에 옥수수 섬유나 활성탄을 함유한 섬유인 옥수수 겔이나 죽탄과 같은 기능성이 부가된 재질의 마스크 시트 재질 도 다양하게 이용이 되고 있는 바이다.

뿐 만 아니라 수소결합, 반데르발스 결합 또는 물리적 응집 등에 의해 3차원 망상구조로 가교된 친 수소 고분자로 물에 녹지 않은 상태가 되어 원래의 형태를 유지하며 평형상태가 될 때까지 팽윤을 하는 하이드로 겔 타입의 팩[11], 식물의 세포벽을 구성하는 섬유소(셀룰로오스)와 동일한 구조를 지닌 미생물 배양을 통해 얻어낸 바이오 셀룰로오스 재질의 팩[12]도 최근엔 소비자들의 인기에 생산 및 판매에 호조를 띄고 있는 바이 다.

그 동안 효능 평가 물질의 매개체로서 팩을 이 용하여 피부 개선 효과를 확인하는 연구와 여성 들의 마스크 팩을 이용한 피부 관리 및 구매 행 동, 사용 실태와 같은 연구는 많이 있었지만 마 스크 팩의 가장 중요한 소재인 시트 재질의 특성 에 관한 연구는 없는 상태이다. 이에 본 연구에 서는 K-beauty의 선구자로서 한국 화장품의 우 수성을 널리 알리는 선두 주자인 마스크 팩의 시 트에 대한 특성 연구로 보다 우수한 마스크 팩을 제조할 수 있는데 기초 자료가 되고자 한다.

2. 재료 및 실헙방법

2.1. 재료 및 기기

본 연구에는 시중에 판매되고 있는 각 종 마스 크 시트 재질을 사용하였다. 부직포, 순면, 텐셀, 큐프라, 레이온, 옥수수, 스킨겔, 펄프, 죽탄, 스판 (이상 PNC 산업, 대한민국)을 사용하였으며 초산 발효를 통해 만들어진 바이오셀룰로오스(GFC, 한국형 미생물 초산 발효 바이오셀룰로오스, 대한 민국)와 바이오셀룰로오스2(유셀, 베트남 수입산 바이오셀룰로오스 가공, 대한민국)는 건조된 상태 로 사용하였다.

Fig. 1 The type of various Mask Sheets 수용성 원료로 정제수(세명대학교, 초순수 정제 수, 대한민국), 1.3-propanediol (Dupont, USA), 1.3-butylene glycol (이하 1.3-B.G ; Dicel , USA), Dipropyleneglycol (이하 DPG ;

Monument Chem., USA), 글리세린(LG 생활건 강, 대한민국), Hyaruronic acid (kikkoman, Japan)를 사용하였다.

유용성 원료로는 Cyclomethicone(이하 KF 995; Shinetus, 일본), Dimethicone(이하 KF 96/100cs ; Shinetus, 일본)의 실리콘 오일과 Liquid Parrafin(이하 LP : Asian oil company, India), Phytosqualane(Aprinova, USA)의 탄화수 소오일, Grape seed oil(Aldivia, Italy), Macadamia Nut oil(Aldivia, Italy), Meadow Foam Seed oil(이하 MDF oil ; Aldivia, Italy), Jojoba oil(Aldivia, Italy), Olive Oil(Aldivia, Italy), Sunflower Seed oil(Aldivia, Italy)의 식물 성 오일, Caprylic Capryl Triglyceride (이하 MCT oil : Inolex, USA), Cetyl Ethylhexanoate (이하 CEH ; Kokyu Alcohol, Japan), Trihexanoin (이하 TIO ; Nisshin Oillio, Japan) ester 오일은 구입하여 사용하였다.

각각의 마스크 시트의 합습, 함유 전, 후 무게 측정을 정밀하게 하기 위해 XPE 1203SV (Mettler, USA)를 이용하였고 시료의 배출을 위 해 75파이 sieve (청계상공사, 대한민국)를 사용 하였으며 시료의 점도 측정을 위해 점도계는 DV2T (Brookfield engineering labs inc., USA) 를 사용하였다. 모든 실험은 온도와 습도에 의한 실험 오차를 예방하기 위해 25℃ 60% 항온항습 (부성, 대한민국) 조건하에서 진행하였다.

2.2. 연구 방법 2.2.1. 점도 측정

마스크 시트의 흡습과 흡유 특성을 알아보기 위해 시료로 사용한 습윤제와 오일의 점도 물성 체크를 진행하였다. 점도계는 DV2T (Brookfield engineering labs inc., USA)를 사용하였으며 각 시료를 500ml 비이커에 400ml씩 취한 뒤 Spindle No. LV 62, 회전 속도15rpm으로 1분간 측정하였다. 수용성 원료로 정제수, 1.3- propanediol, 1.3-B.G, DPG, Glycerine, Hyaruronic acid의 점도를 측정하였고 유용성 원 료로 KF 995, KF 96/100cs, LP, Phytosqualane, Grape seed oil, Macadamia Nut Oil, MDF oil, Jojoba oil, Olive oil, Sunflower Seed oil, MCT oil, CEH, TIO의 점도를 측정하였다. 실험의 정 확도를 위해 같은 조건에서 3가지 샘플을 평균 3 회 측정하였으며 평균과 표준오차를 구하였다.

2.2.1. 흡습력 실험

총 12종류의 마스크 시트를 흡습력과 관련된 실험을 위해 화장품에 수용성 원료와 보습제로 사용한 것은 점도 측정 결과 1.3 B.G와 유사한 점도를 갖는 DPG를 제외한 정제수, 1.3-Prodanediol, 1.3-B.G, Glycerine, Hyaruronic acid 를 사용하였다.

각각의 마스크 시트는 2.5cm² 사이즈로 준비한 후 무게가 유사한 5장을 준비한다. 비이커에 각 시료를 10g 정량한다. 완전히 건조되어 준비된 마스크 시트의 무게를 정확히 측정한 후 시료에 넣어 1시간 동안 침지시킨다. 1시간 동안 침지 시킨 시료는 액이 많이 떨어질 수 있으므로 sieve 에서 5분 거른 후 측정하도록 한다. 또한 배출되 는 시간과 양을 알아보기 위해 10분, 30분 후의 무게를 각각 측정하여 초기 대비 줄어든 무게비 를 계산하였다.

2.2.2. 흡유력 실험

총 12종류의 마스크 시트를 흡유력과 관련된 실험을 위해 화장품에 유용성 원료로 사용되는 오일을 준비하였다. 탄화수소 오일, 식물성 오일, 실리콘 오일, 에스터 오일로 나누어 비슷한 점도 를 갖는 오일들을 제외하고 점도가 각기 다른 KF 995, Phytosqualane, MCT oil, Jojoba oil, macadamia Nut oil, KF 96/100cs를 사용하였 다.

각각의 마스크 시트는 2.5cm²의 사이즈로 준비 한 후 무게가 유사한 5장을 준비한다. 비이커에 각 시료를 10g 씩 정량한다. 완전히 건조되어 준 비된 마스크 시트의 무게를 정확히 측정한 후 시 료에 넣어 1시간 동안 침지시킨다. 1시간 동안 침지 시킨 시료는 액이 많이 떨어질 수 있으므로 sieve에서 5분 거른 후 측정하도록 한다. 또한 배 출되는 시간과 양을 알아보기 위해 10분, 30분 후의 무게를 각각 측정하여 초기 대비 줄어든 무 게비를 계산하였다.

2.2.3. 표면 분석

각각의 마스크 시트의 표면 분석과 형태 확인 을 위해 건조된 마스크 시트의 표면에 ion sputter(Sputter coater 108, Cressington, UK)로 Pt로 진공증착 후 전자주사 현미경(JSM-7500F, JEOL Ltd, Japan)으로 관찰하였다.

Humectants Di-Water 1.3-propanediol DPG 1.3-B.G

Hyaruronic Acid

cP 2.01±0.22 27.07±1.10 71.73±1.61 72.67±1.15 506.80±30.92 4330±125.29

Table 1. Results of Viscosity Measurement

Oils KF 995 Phytosq

uanane CEH LP MCT

oil TIO Jojoba oil

Grape Seed

Oil Sunflo

wer Oil

Olive Oil

Macada mia Nut Oil

MDF Oil

96/100cs KF

cP 5.13

±1.33 11.87

±1.63 15.67

±2.08 17.20

±1.93 23.40

±1.64 24.20

±2.03 33.47

±1.75 47.53

±1.36 49.53

±2.16 59.73

±2.83 62.27

±1.10 81.00

±1.00 96.33

±1.53

2.2.4. 제타전위 측정

각각의 마스크 시트의 부착력 확인을 위해 제 타전위 측정시스템 (ELSZ 2000, Otsuka, Ltd., Japan)을 이용하여 마스크 시트의 제타전위를 측 정하였다. 먼저 샘플 용출 및 석출을 방지하기 위해 시료 필름화 진행한 후 필름화 된 마스크 시트를 평판 셀 표면에 고정 시킨 다음 모니터입 자 용액 (10mM NaCl)을 평판 셀에 주입시켜 샘플 시료에 전류를 통과시킨 후 측정을 진행하 였다.

2.2.5. 통계 분석

모든 통계처리는 Student’ t-test를 이용하여 유 의 수준 0.05 (p < 0.05)로 검정하여 수행하였다.

3. 결과 및 고찰

시료로 사용한 습윤제와 오일의 점도를 측정한 결과는 Table 1과 같다.

습윤제에서 정제수는 거의 점도가 없으며 Glycerine과 Hyaruronic Acid는 매우 고점도로 측정이 되었고 DPG와 1.3-B.G는 유사한 점도를 갖는 것으로 측정되었다. 오일은 KF 995가 가장 낮은 점도로 측정되었으며 Phytosqualane, CEH, LP가 10~20 cP 사이의 점도로, MCT oil, TIO 가 20~30 cP사이의 유사한 점도로 측정이 되었 으며 KF 96/100cs가 95.53±1.53으로 가장 높은 것으로 측정되었다.

3.2. 흡습력 측정 결과

총12종류의 마스크 시트 팩으로 정제수, 1.3-prodanediol, 1.3-B.G, Glycerine,

Hyaruronic acid 총 5가지 시료의 흡습량을 측정 한 결과는 다음과 같다.

1세대 마스크 시트인 부직포를 대조군으로 하 였을 경우 모든 마스크 시트군은 유의차 있는 정 제수의 함습력을 보여주었다. 펄프가 153.1 %, 스판 126.9 %, 큐프라 124.1 %의 순으로 함습력 을 보여주었다. (Fig. 2)

Fig. 2. Result of water retention capacity in variety mask sheets on Di-water.

*P-value < 0.05

1.3-propanediol, 1.3-B.G, Glycerine, Hyaruronic acid의 습윤제의 경우 비슷한 양상을 보였는데 가장 큰 흡습율을 보여준 것은 초산발 효 바이오셀룰로오스로 500~1200배의 함습량을 보여 매우 큰 함습 능력을 갖는 것을 알 수 있었 다. 이는 시료의 점도와도 관련성이 있으며 점도 가 높을수록 비중이 크기에 무게비로 함습량을 측정한 결과로서는 당연하다고 볼 수 있는 바이 다. 다음으로는 펄프, 큐프라, 텐셀, 스킨겔이 시 료의 종류에 따라서 그 함습량은 다르지만 100~200배로 초산발효 바이오셀룰로오스 다음으 로 함습 능력이 좋은 마스크 시트 소재임을 확인 할 수 있었다. 옥수수, 순면, 스판, 죽탄은 70~100배 정도의 함습 능력을 갖으며 부직포의

경우 40배 이하의 함습 능력을 가져 기타 다른 소재와의 유의차가 있음을 확인하였다. 바이오셀 룰로오스2는 모든 시료에서 10배 이하의 함습 능 력을 보여 수용성 성분의 함습 능력이 유의차 있 게 없음을 확인하였다. (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6)

Fig. 3. Result of humectants retention capacity in variety mask sheets on 1.3-propanediol.

*P-value < 0.05

Fig. 4. Result of humectants retention capacity in variety mask sheets on 1.3-B.G.

*P-value < 0.05

Fig. 5. Result of humectants retention capacity in variety mask sheets on Glycerine.

*P-value < 0.05

여기서 관심을 가져야할 점은 흡습능력도 중요 하나 시간이 경과된 뒤에 배출되는 양이다. 마스 크 팩의 특성상 피부 접착 후 함유된 화장료를 피부에 잘 배출 시키는 것도 피부 보습을 위해

매우 중요한 특성이기 때문이다. 본 연구에서는 일반적으로 팩을 붙이고 있는 시간을 20~30분으 로 고려하여 배출 시간도 초기 마스크 시트에 다 량 묻어나온 시료를 뺀 5분 뒤부터 10분, 30분 간격으로 배출양을 측정한 결과 정제수의 경우엔 10분 뒤엔 초산발효 바이오셀룰로오스가 가장 많 은 양인 55.26 %를 배출하였으나 30분 후에는 레이온과 스킨겔이 각각 87.75 %, 87. 01%의 배 출양을 보였다. 하지만 1.3-propanediol과 1.3-B.G 그리고 Glycerine의 경우엔 초산발효 바 이오셀룰로오스만이 35~45 %의 배출양을 보였고 나머지 마스크 시트의 경우엔 10% 내외의 배출 양을 보여 차이가 많음을 확인할 수 있었다. 흡습 력과 마찬가지로 부직포의 경우엔 배출량도 매우 적음을 확인할 수 있었다. 부직포와 바이오셀룰로 오스를 제외한 모든 종류의 마스크 시트는 시간 에 따른 배출량에 유의차가 있음을 확인하였다.

Fig. 6. Result of humectants retention capacity in variety mask sheets on Hyaruronic acid.

*P-value < 0.05

3.2. 흡유력 측정 결과

총 12종류의 마스크 시트로 흡유력 실험은 KF 995, Phytosqualane, MCT oil, Grape seed oil, oil, Macadamia Nut oil, KF 96/100cs 총 6가지 시료로 진행하였다.

수용성 성분들의 흡습력 테스와 같이 1세대 마 스크 시트인 부직포를 대조군으로 하였을 경우 모든 마스크 시트군은 유의차 있는 함유력을 보 여주었다. 가장 점도가 낮은 KF 995의 경우 초 산발효 바이오셀룰로오스가 157.93배의 흡유량을 보여주었으며 다음으로는 펄프 104.90배, 텐셀 78.03배이다.

바이오셀룰로오스 2는 2.06배를 흡유하여 가장 낮은 흡유 능력을 보여주었다. (Fig. 7)

Fig. 7. Result of oil retention capacity in ariety mask sheets on KF 995.

*P-value < 0.05

Fig. 8. Result of oil retention capacity in variety mask sheets on Phytosqualane.

*P-value < 0.05

Fig. 9. Result of oil retention capacity in variety mask sheets on MCT oil.

*P-value < 0.05

각각의 오일에 따른 흡유량은 초산발효 바이오 셀룰로오스가 가장 컸는데 KF 995 158.93배, Phytosqualane 423.35배, MCT oil, 539. 72배, Grape seed oil 539.82배, Macadamia Nut oil 734.51배, KF 96/100cs 1050.43배를 흡유 하여 역시 점도가 높을수록 흡유량도 많아짐을 알 수 있었다. 모든 오일에 대해서는 흡습력과 비슷한 결과를 가져왔는데 초산발효 바이오셀룰로오스가 가장 흡유량이 좋았으며 펄프, 텐셀, 스킨겔, 큐프 라 군이 70~150배의 유사한 흡유 능력을 보였으 며 그 다음으로는 레이온, 죽탄, 스판, 옥수수, 순 면 군이 50~80배의 흡유능력을 보였다. 부직포는 25~35배의 흡유 능력을 보였고 바이오셀룰로오스

2의 경우엔 2~5배 정도의 흡유력으로 유의차 있 게 흡유 능력이 떨어짐을 확인할 수 있었다.

오일 배출량에 있어서도 역시 초산발효 바이오 셀룰로오스가 30분 뒤에 저점도의 오일의 경우엔 70% 가까이 배출하였고 대부분 오일에서도 30%

이상의 오일 배출량으로 다른 마스크 시트에 비 해서 가장 우수한 오일 배출량을 보였다. (Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12)

Fig. 10. Result of oil retention capacity in variety mask sheets on Grape Seed oil.

*P-value < 0.05

Fig. 11. Result of oil retention capacity in variety mask sheets on Macadamia Nut oil.

*P-value < 0.05

Fig. 12. Result of oil retention capacity in variety mask sheets on KF 96/100cs.

*P-value < 0.05 3.3. 전자현미경 측정 결과

마스크 시트 재질의 특성을 연구하기 위해 전 자현미경으로 표면을 확대하여 분석한 결과는 다 음과 같다.

Fig. 13. The SEM pictures of non-woven fabric mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 14. The SEM pictures of tencel mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 15. The SEM pictures of cupra mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 16. The SEM pictures of cotton mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 17. The SEM pictures of corn mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 18. The SEM pictures of skingel mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 19. The SEM pictures of pulp mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 20. The SEM pictures of rayon mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 21. The SEM pictures of carbon coated mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 22. The SEM pictures of span mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 23. The SEM pictures of permented biocellulose mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 24. The SEM pictures of biocellulose2 mask sheet ( × 50, × 500, × 5,000, × 50,000)

Fig. 25. The SEM pictures of cross-section of permented biocellulose 전자현미경을 통한 마스크 시트의 표면 구조를

조사해본 결과 1세대 마스크 시트인 부직포 (Fig.

13)를 비롯하여 2세대 순면 (Fig. 16)의 경우 50 배 확대된 구조와 50,000배 확대된 구조를 보았 을 때 구조 자체가 치밀하지 못함을 확인할 수 있었다. 이러한 이유로 함습, 함유량의 차이와 배 출량의 차이를 보여주는 것으로 사료되는 바이다.

그 외에 텐셀 (Fig. 14), 큐프라 (Fig. 15), 옥수 수 (Fig. 17), 스킨겔 (Fig. 18), 펄프 (Fig. 19), 레이온 (Fig. 20), 죽탄 (Fig. 21), 스판 (Fig. 22) 과 같은 섬유로 구성된 팩 소재의 경우 50배 확 대 시 섬유 조직이 보이나 500배 이상 확대 시 조금 더 확대된 섬유 조직 구조를 보여주며 5000 배 이상 확대 시에는 섬유 조직 한 올의 표면만 을 볼 수 있다. 고배율로 확대할수록 섬유 자체 의 표면만 확대되어 보인다. 조금 다른 점은 미 생물 배양에 의해 생성된 초산발효 바이오셀룰로 오스(Fig. 23) 표면구조이다. 바이오셀룰로오스는 섬유직경 20-50um의 랜덤구조를 가지는 식물 셀룰로오스에 비교하였을 때 섬유직경 0.002- 0.05um 정도의 더 치밀한 3차원 망상구조로 되 어있어 물리적강도가 높고, 흡수력이 우수하며(식 물 셀룰로오스의 10배), 조직이 치밀(식물 셀룰로 오스의 500배)한 것으로 연구되었다[13]. 본 연구 에 사용된 초산발효 바이오셀룰로오스의 경우 5000배 이상의 고배율에서 섬유 조직이 관찰되며 텐셀이나 레이온 등과 같은 섬유 소재와는 달리 초미세 망상 구조를 갖고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 일반적으로 미생물 배양에 의해 생성된 바이오셀룰로오스의 경우 미생물 배양 중 전단력 에 의해 섬유형태가 얻어지고 정치배양에서 공기 /액체 계면에서 셀룰로오스의 젤라틴 막이 형성 되는데 기인하는 것으로 사료되어지며 위와 같은 특성은 일반적인 식물 유래의 셀룰로오스와는 구 조적으로 다른 형태이고 이러한 차이로 인하여 바이오셀룰로오스의 독특한 물리적 특성을 보이 며 이는 각 소재들의 수분, 유분 함유력의 실험

결과를 반증하는 결과로 사료 되는 바이다.

Fig. 25는 초산발효 바이오셀룰로오스의 단면 모양이다. 기타 소재들의 경우 섬유 재질로 되어 있어 절단면이 매끄럽지 못해 단면의 전자현미경 촬영이 불가했다. 초산발효 바이오셀룰로오스의 절단면 전자현미경 측정 결과 5,000배 이상에서 단면이 파이처럼 단층면을 이룬다는 것을 확인할 수 있었다. 표면 측정결과와 같이 전체적으로 층 상, 망상 구조를 이루기에 유, 수분의 흡수율이 매우 큼을 확인할 수 있었다.

3.4. 제타전위 측정 결과

각각의 마스크 시트에 함유된 수분, 오일 및 특정 활성 성분의 피부 전달력을 확인 하는 하나 의 시험법으로 기존의 의약품 Patch에서 사용되 는 약물 투과도변화를 확인하기 위한 제타전위를 측정하는 방법을 응용하여 측정하였다.[14-15]

제타전위 값이 상대적으로 음전하로 하전 될수록 접착력이 떨어지며 이로 인해 약물 전달능이 떨 어지며 반대로 상대적으로 양전하로 하전 될수록 접착능이 증가며 이에 비례하여 약물 전달능이 증가한다고 보았다. Table 2에 각각의 마스크 시 트에 대한 제타 전위 측정값을 기재해 놓았다.

순면의 제타 전위 값이 -104.75 ± 9.21로 가장 마이너스의 큰 값을 보여 피부에 대한 접착력이 떨어지며 초산 발효 바이오셀룰로오스의 경우 -3.93 ± 0.94로 가장 양에 가까운 전위로 접착 력이 좋은 것으로 나타났다.

화장품에서 주로 사용되는 원료의 흡습력, 흡 유력에서 가장 우수한 능력을 보여준 초산 발효 바이오셀룰로오스가 제타 전위 측정 결과에 따른 접착력에서도 가장 좋은 결과를 얻었고 흡습, 흡 유량에서 좋은 결과를 보인 펄프, 텐셀, 큐프라, 스킨겔, 스판도 접착력이 비교적 우수한 것으로 나타났으나 부직포와 바이오셀룰로오스2의 경우 엔 흡습, 흡유력 결과는 좋지 않지만 접착력은 좋은 것으로 보여진다. 그 밖에 옥수수, 레이온,

Samples Zeta Potential(mV) non-woven fabric mask sheet - 7.72 ± 0.75

tencel mask sheet - 15.32 ± 1.37 cupra mask sheet - 13.85 ± 1.75 cotton mask sheet -104.75 ± 9.21 corn mask sheet - 50.44 ± 5.71 skingel mask sheet - 17.05 ± 1.62 pulp mask sheet - 8.82 ± 0.86 rayon mask sheet - 39.23 ± 2.90 carbon coated mask sheet - 83.02 ± 3.27

span mask sheet - 17.39 ± 1.66 permented biocellulose mask sheet - 3.93 ± 0.94

biocellulos2 mask sheet - 13.69 ± 2.47 Values are expressed as Mean±SE(n=3)

Table 2. Results of zeta potential mesurement

죽탄, 순면은 흡습, 흡유력도 낮은편에 속하고 접 착력도 우수하지 않은 것으로 보여진다. 흡습, 흡 유력에 따라 접착력이 반드시 비례하지는 않지만 비교적 좋은 결과를 얻음을 확인할 수 있었다.

4. 결 론

본 연구는 최근 화장품 시장에 있어서 가장 주 목을 받는 마스크 시트의 소재의 특성에 대해서 알아보았다. 시중에서 판매되고 있는 다양한 마스 크 시트들의 종류별 함습, 함유력 그리고 표면 분석과 제타전위 측정을 통해서 그 특성을 확인 해본 결과 수용성 성분의 경우 정제수에서만 펄 프의 함습력이 가장 좋았으며 1.3-propanediol, 1.3-B.G, Glycerine, Hyaruroni acid와 같은 시 료에서는 초산 발효 바이오셀룰로오스가 가장 큰 흡습능력을 보였고 펄프, 큐프라, 텐셀, 스킨겔군, 스판, 죽탄, 레이온, 옥수수, 순면 군이 그 뒤를 이어 흡습 능력을 보여주었다. 부직포와 바이오셀 룰로오스2는 모든 수용성 시료에서의 흡습능력이 유의차 있게 좋지 못했다. 흡습량은 시료의 점도 가 커질수록 흡습력이 커졌으며 이는 각 시트의 표면구조와도 연관이 있음을 확인할 수 있었다.

시트의 표면의 확대 배율이 커짐에 따라서 각 시

트의 섬유 한 올의 표면이 보이는데 흡습 능력이 좋은 시트들의 50,000배 확대 표면을 보면 미세 한 조직 구조를 가짐을 알 수 있었다. 흡유력에 서도 유사한 결과를 가져왔으며 이는 각 시료의 점도와 각 시트의 표면 특성에 따라 그 능력이 달라짐을 알 수 있다. 또한 배출량도 마스크 시 트의 보습력 전달에 매우 중요한 요소로 이 역시 각 시트별로 다양한 실험 결과를 확인하였다. 피 부 접착력을 알아보고자 실시한 제타 전위 측정 결과 초산 발효 바이오셀룰로오스가 가장 양의 값에 가까운 전하로 피부 접착력이 가장 우수할 것으로 사료되며 부직포, 펄프, 바이오셀룰로오스 2, 큐프라, 텐셀, 스킨겔, 레이온, 옥수수, 죽탄이 - 7.72 ± 0.75 ~ - 83.02 ± 3.27의 제타 전위 가 측정되었으며 순면이 -104.75 ± 9.21로 가장 큰 음의 값으로 접착력이 떨어지는 것으로 사료 되는 바이다. 마스크 시트 제조 시 시료의 종류 와 점도, 흡습이나 흡유 능력과 제타 전위와 같 은 마스크 시트의 특성을 잘 고려하여 피부보습 력을 증가시킬 수 있는 마스크 팩을 만들 수 있 는데 본 연구가 바탕이 되길 바란다.

추후 피부 보습력의 임상 평가까지 연구를 진 행하여 시트 타입 마스크 팩의 특성을 보다 상세 히 확인하고자 한다.

감사의 글

본 연구는 2017년 산업자원통상부 경제협력권 산업육성사업 창의융합 R&D 과제에 의해 지원 되었음.

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