NIR 분광법을 이용한 헤어 크림의 활성 성분 품질 관리

소개

헤어케어 제품은 오랜 시간 동안 발전해 왔지만, 품질과 효과를 보장하는 것은 여전히 제조사들의 최우선 사항입니다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 근적외선 분광법은 헤어케어 산업에서 획기적인 발전으로 기대되고 있습니다. 이 첨단 기술은 헤어 크림의 성분을 신속하고 정확하며 비파괴적으로 분석할 수 있는 방법을 제공합니다.

그림 1: 고품질 헤어 케어 제품은 모발을 건강하고 아름답게 만드는 데 중요한 요소입니다.

NIR 분광법은 시료를 통해 반사되거나 투과되는 근적외선을 검사함으로써 주요 활성 성분의 수준에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 모이스처라이저와 피부 연화제에서 단백질과 자외선 차단제에 이르기까지, 이 기술은 제품의 일관성을 유지하고 불순물을 감지하며 궁극적으로 모발 건강을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

NIR 분광학의 작동 원리

NIR 분광법은 서로 다른 분자가 특정 파장에서 근적외선을 흡수한다는 원리를 기반으로 합니다. 광이 시료와 상호 작용할 때 흡수된 파장은 시료 내 성분을 식별하고 정량화하기 위해 분석할 수 있는 고유한 "지문"을 제공합니다.

그림 2: 근적외선 스펙트럼 반사 방법의 원리.

헤어 크림의 경우, NIR 분광법은 다음과 같은 주요 성분의 농도를 빠르게 측정할 수 있습니다.

1. 보습제: 글리세린, 히알루론산 및 기타 수분제.
2. 연화제: 모발을 부드럽게 하고 보호하는 오일, 실리콘, 왁스.
3. 단백질: 케라틴, 콜라겐 및 모발 강화를 위한 기타 구성 요소.
4. 자외선 차단제: 모발이 손상되지 않도록 보호하는 UV 필터.
5. 항산화제: 자유라디칼와 대항하는 비타민 및 기타 화합물.

헤어 크림 샘플의 NIR 스펙트럼을 분석함으로써 제조업체는 제품에 이러한 필수 성분이 정확한 양으로 포함되어 품질 표준과 소비자 기대치를 충족하는지 확인할 수 있습니다

NIR 분광학의 헤어 케어의 이점

NIR 분광법은 헤어 케어 산업에 많은 이점을 제공합니다.

1. 속도 및 효율성: NIR 분석은 놀라울 정도로 빠르며 몇 시간 또는 며칠이 아닌 몇 분 내에 결과를 제공합니다. 이를 통해 품질 관리 프로세스를 가속화하고 생산 중단 시간을 줄일 수 있습니다.
2. 비파괴 분석: 시료 파괴가 필요한 기존 방법과 달리 NIR 분광법은 비침습적이므로 반복적인 측정과 제품 보관이 가능합니다.
3. 비용 효율성: NIR 기기는 더욱 저렴해졌으며 이 기술은 최소한의 시료 준비로 구성되어 전반적인 비용 절감으로 이어집니다.
4. 정확도 향상: NIR 분광법은 활성 성분을 매우 정확하고 정밀하게 측정하여 제품의 일관성과 효능을 보장할 수 있습니다.
5. 문제의 조기 발견: NIR 분광법은 성분 수준을 모니터링하고 잠재적 오염 물질을 식별함으로써 제품 리콜을 방지하고 브랜드 명성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
6. 지속 가능성: NIR 분광법은 기존 분석 방법에 일반적으로 필요한 화학 물질 및 용매의 사용을 줄여 환경 지속 가능성을 촉진합니다.

NIR 분광법의 힘을 활용함으로써 헤어 케어 제조업체는 제품 품질을 향상시키고 생산 공정을 최적화하며 궁극적으로 소비자에게 우수한 제품을 제공할 수 있습니다.

결과

한 연구에서는 탈색된 모발 샘플을 활성 성분이 함유된 4가지 회복 제품으로 처리했습니다. 샘플 A에는 cyclopentasilonxe, dimethicone 및 dimethiconol과 같은 실리콘 성분이 포함되어 있습니다. 샘플 B는 A와 비슷하지만 스펙트럼 분해능이 더 낮습니다. 샘플 C에는 실리콘과 지방 알코올이 포함되어 있습니다. 샘플 D에는 물, 세테아릴 알코올, 사이클로펜타실록산 및 판테놀이 포함되어 있습니다.

그림 3: 헤어 크림 샘플 A(스펙트럼 1), B(스펙트럼 2), C(스펙트럼 3), D(스펙트럼 4) 4개의 스펙트럼 그래프. (a), 검은 색은 헤어 케어 제품의 스펙트럼입니다. (b), 파란색은 탈색된 모발 샘플의 스펙트럼입니다. (C), 빨간색은 헤어 케어 제품에 사용되는 탈색 모발 샘플입니다.

그림 3 은 다양한 화장품(A, B, C 및 D)으로 처리한 모발 샘플의 적외선 스펙트럼을 보여줍니다  . 결과 스펙트럼에서 도출할 수 있는 사항은 다음과 같습니다.

1. 제품 A: 794cm⁻¹ 및 1054cm⁻¹의 밴드를 표시하여 실리콘이 있음을 나타냅니다. 디메티콘 또는 이와 유사한 화합물의 존재로 인해 모발 섬유를 관통할 가능성이 있습니다.
2. 제품 B: 800cm⁻¹의 저강도 Si-C 밴드와 1027-1090cm⁻¹ 사이의 비대칭 Si-O-Si피크를 표시합니다. 머리카락에 침투했음을 나타냅니다. 실리콘 이외의 추가 구성 요소가 있을 수 있습니다.
3. 제품 C: 789 cm⁻¹와 1006에서 1080 cm⁻¹까지의 밴드를 강조하며, 이는 실리콘과 지방 알코올과 관련이 있습니다. 또한, 모발에 침투하여 성분의 조합과 유사합니다.
4. 제품 D: 804 cm⁻¹와 1080 cm⁻¹의 밴드를 전시하여 실리콘 및 기타 화합물의 존재를 보여줍니다. 이는 모발에 침투할 수 있으며, 추가 성분이 포함될 수 있습니다.

연구에 따르면 NIRS는 품질 관리, 특히 규격을 벗어난 제품을 식별하는 데 효과적이며, 이를 통해 브랜드의 명성을 유지하면서 소비자 건강을 보호할 수 있습니다.

측정 시스템

DH-2000 광원과 페어링된 NirQuest 분광기는 헤어 크림의 활성 성분을 분석하기 위한 강력한 솔루션을 제공합니다. 최고 성능의 광학 센서인 NirQuest와 뛰어난 잡음 처리 기능, 넓은 파장 범위에서 안정적인 출력을 제공하는 DH-2000을 활용하여, 이 설정은 화장품 품질 관리에 이상적입니다. 이 조합은 정확한 측정을 가능하게 하며, 이는 헤어 케어 제품의 효능과 안전성을 유지하는 데 매우 중요합니다.

NIRQuest 512-2.5는 근적외선 측정을 위해 설계된 고분해능 분광기로 헤어 크림의 활성 성분의 품질 관리에 탁월한 선택입니다. 900-2500nm의 파장 범위와 약 6.3nm FWHM의 광학 분해능을 갖춘 이 장치는 다양한 화합물을 식별하고 정량화하는 데 중요한 상세한 스펙트럼 데이터를 제공합니다. 분광기의 높은 신호 대 잡음비는 정확한 판독을 보장하며, 이는 제품 일관성과 안전성을 유지하는 데 매우 중요합니다. 소형 크기와 견고한 설계로 제조 공정에 쉽게 통합할 수 있어 실시간 모니터링 및 조정이 가능합니다. NIRQuest 512-2.5를 활용함으로써 제조업체는 헤어 크림 제품이 각 배치에서 엄격한 품질 표준을 충족하도록 보장하여 소비자에게 활성 성분의 효능과 안전성을 보장할 수 있습니다.