A Study on the Improvement of Skin-affinity and Spreadability in the Pressed Powder using Air Jet Mill Process and Mono-dispersed PMMA

The key quality attributes of the pressed powder, one of base makeup products, are skin-affinity and spreadability. In general, there was a limit to meet skin-affinity and spreadability simultaneously, which are opposite attributes each other. In this study, air jet mill process was tried to satisfy two main properties. Skin-affinity was improved by a wet coating of sericite with a mixture of lauroyl lysine (LL) and sodium cocoyl glutamate (SCG). The application of mono-dispersed polymethyl methacrylate (PMMA) and diphenyl dimethicone/vinyl diphenyl dimethicone/silsesquioxane crosspolymer (DDVDDSC) improved both qualities. Air jet mill process has been mainly applied in the pharmaceutical and food industries, and is a method used for processing powder materials in cosmetic field. In this study, we were able to complete makeup cosmetics with an optimum particle size $6.8{\mu}m$ by combining the air jet mill process at the manufacturing stage. It was confirmed that the Ti element was uniformly distributed throughout the cosmetics by EDS mapping, and that the corners of the tabular grains were rounded by SEM analysis. It is considered that this can provide an effect of improving the spreadability when the cosmetic is applied to the skin by using a makeup tool. LL with excellent skin compatibility and SCG derived from coconut with little skin irritation were wet coated to further enhance the adhesion of sericite. SEM images were analyzed to evaluate effect of the dispersion and uniformity of PMMA on spreadability. With the spherical shapes of similar size, it was found that the spreading effect was further increased when the distribution was homogeneously mono-dispersed. The dispersion and spreadability of PMMA were confirmed by measuring the kinetic friction and optimal content was determined. The silicone rubber powder, DDVDDSC, was confirmed by evaluating the hardness, spreading value, and drop test. Finally, it was found that the dispersion of PMMA and silicone rubber powder affected spreadability. Such makeup cosmetics have excellent stability in drop test while having appropriate hardness, and good stability over time. Taken together, it is concluded that air jet mill process can be utilized as a method to improve skin-affinity and spreadability of the pressed powder.

Air Jet Mill 공법과 PMMA의 단분산성이 프레스드 파우더의 밀착성 및 발림성 향상에 대한 연구

베이스메이크업 중의 하나인 프레스드 파우더는 주요 품질 속성으로 밀착성과 발림성이다. 일반적으로 메이크업 화장료에서 밀착성을 향상시키면 반대속성인 발림성이 저하되기 때문에 밀착성과 발림성을 동시에 충족시키는데 한계가 있었다. 본 연구에서는 두 가지 주요 속성을 만족시키기 위해서 air jet mill 공정을 시도하였고, lauroyl lysine (LL)과 sodium cocoyl glutamate (SCG)의 혼합물로 습식 코팅 처리한 sericite를 적용하여 밀착성을 향상시켰다. 또한, 분산성이 단분산성을 이루고 있는 polymethyl methacrylate (PMMA)와 diphenyl dimethicone/ vinyl diphenyl dimethicone/ silsesquioxane crosspolymer (DDVDDSC)를 적용하여 발림성을 향상시켜 서로 양립하기 어려운 두 가지 품질 속성을 모두 만족시켰다. air jet mill 공정은 제약, 식품 산업에서 주로 적용되고 있으며 화장품 분야에서는 파우더 소재 가공을 위해 사용되고 있는 공법이다. 본 연구에서는 air jet mill 공정을 제조 공정단계에서 접목시켜 최적의 입경인 $6.8{\mu}m$의 화장료를 완성할 수 있었다. 그리고, EDS 매핑으로 Ti 원소가 화장료에서 전체적으로 고르게 분포하고 있음을 확인하였고, SEM 분석을 통하여 판상 입자의 모서리 부분이 둥글게 가공처리 됨을 확인하였다. 이는 화장 도구를 이용하여 화장료를 취하여 피부에 도포할 때, 발림성이 향상되는 효과를 줄 수 있다고 판단된다. 피부 친화성이 우수한 LL과 저자극이면서 코코넛에서 유래한 SCG를 습식 코팅하여 sericite의 밀착성을 더욱 향상시켰다. 그리고, PMMA의 분산성과 형태가 발림성에 미치는 영향을 평가하기 위해서 SEM을 분석하였다. 유사한 형태를 갖는 구형 및 진구형에서도 분포도가 균일하고 단분산상일 때 발림성 효과가 더욱 증가하는 것으로 나타났다. PMMA의 단분산성과 입경에 따른 발림성을 동마찰계수 측정으로 확인하였고, 최적의 함량을 결정하였다. 그리고, 실리콘 러버 파우더 종류에 따른 발림성과 경도, 낙하안정성 등을 확인하여 DDVDDSC를 결정하였다. 최종적으로 PMMA의 단분산성과 실리콘 러버 파우더가 발림성에 영향을 끼치는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 화장료는 적정한 경도를 갖으면서도 낙하안정성이 우수하며, 경시에 따른 안정성도 우수하였다. 본 연구 결과를 통해 본 논문에서 제시하는 프레스드 파우더의 밀착성과 발림성을 향상시킬 수 있는 한 가지 방법으로 활용될 수 있을 것이라 판단된다.