선크림

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배경

오늘날 건강한 사람의 이미지에는 반드시 깊고 어두운 황갈색이 포함되지 않습니다. 연구에 따르면 태양 자외선에 노출되면 피부암, 조기 주름 및 기타 피부 문제가 발생합니다. 모자, 바지, 긴팔 셔츠와 같은 보호복이 이러한 손상 광선을 가장 효과적으로 차단하는 반면, 자외선 차단제는 또한 피부를 놀라운 보호 기능을 제공합니다.

태양에서 방출되는 빛은 적외선, 가시광선 및 자외선의 세 가지 복사 주파수 대역으로 구성됩니다. 세 가지 중 자외선만이 대부분의 인간에게 해롭습니다. 자외선(UV) 방사선은 UVA, UVB 및 UVC의 세 가지 범주로 더 나뉩니다. UVA 방사선은 표층을 태우지 않고 피부에 침투합니다. 이 광선은 0.04인치(1.0mm) 깊이까지 침투하여 세포막과 면역계에 손상을 줄 수 있습니다. UVA 방사선은 피부암, 조기 노화 및 피부 주름과 관련이 있습니다. UVB 방사선은 태양에 장기간 노출된 후 고통스럽고 붉은 화상을 입는 원인이 됩니다. UVB 광선은 또한 피부암을 유발하고 눈의 각막과 수정체를 손상시킬 수 있습니다. 세 번째 범주인 UVC 복사는 일반적으로 지구 대기에 흡수되며 유해한 것으로 간주되지 않습니다. UVA 및 UVB 방사선 모두에 대한 보호 기능을 제공하는 선스크린 로션은 광범위한 보호 범위를 갖는 것으로 알려져 있습니다.

시중에 나와 있는 선스크린 로션에는 두 가지 기본 유형이 있습니다. 피부의 가장 바깥층까지 침투하여 자외선을 흡수하는 제품과 피부 표면을 코팅하여 자외선에 대한 물리적 장벽 역할을 하는 제품입니다. 이 두 유형 모두 자외선 차단 지수(SPF)로 평가되어 소비자에게 제품이 제공하는 UVB 광선에 대한 보호 수준을 알려줍니다. 제품의 SPF는 같은 사람의 보호되지 않은 피부가 붉어지는 데 필요한 시간과 태양광에 노출된 후 보호된 피부가 붉어지는 데 필요한 시간의 비율입니다. 예를 들어 SPF15가 포함된 제품은 보호되지 않은 피부가 10분 안에 붉어지는 사람이 이 제품을 바르고 햇볕에 15배 더 오래, 즉 150분 동안 햇볕을 쬐는 것을 의미합니다.

연구원들은 오랫동안 UVB 광선(실제로 일광 화상을 유발하는 광선)이 모든 형태의 피부암을 유발한다고 믿었습니다. 그러나 최근 연구에 따르면 UVA 광선도 원인이 됩니다. 현재 많은 선크림에 UVA 보호제가 포함되어 있지만 현재 FDA(식품의약국)에서 UVA 광선으로부터 보호하기 위한 표준을 설정하지 않았습니다. 제품의 SPF 등급은 UVB 광선에 대한 보호에만 적용됩니다. FDA는 새로운 선스크린 로션을 제조하기 전에 엄격한 규정과 테스트를 요구합니다. 선스크린 생산자는 FDA 승인을 받기 위해 비싸고 긴 과정을 거칩니다. 이 승인은 제조업체가 적용되는 정확한 제형을 생산할 수 있는 권한을 부여하며 하나의 SPF 등급과 하나의 특정 용도로만 제한됩니다.

개발 및 테스트

오늘날 자외선 차단제의 목표 시장은 고도로 전문화되어 있습니다. 선스크린 제품은 특정 소비자의 변화하는 요구를 충족시키기 위해 지속적으로 재개발되고 있습니다. 예를 들어, 운동 선수를 위한 제제에는 최대 8시간 동안 보호 기능을 제공하기 위해 더 방수 및 땀에 강한 성분이 포함될 수 있습니다. 운동 선수는 그립에 영향을 주지 않기 위해 건조한 느낌의 로션을 원할 수도 있습니다. 어린이의 피부는 가장 바깥층이 얇기 때문에 성인보다 민감합니다. 이것은 피부에 대한 대부분의 태양 손상이 어린 시절과 십대 초반에 발생한다는 관찰을 뒷받침합니다. 어린이 시장을 위해 개발된 선크림은 알로에베라와 비타민 E와 같은 천연 성분을 함유하는 경향이 있습니다.

새로운 자외선 차단제 개발 단계에서 화학자와 실험실 기술자 팀은 합성 및 천연 성분으로 자외선 차단제 제형을 개발합니다. 초기 제형은 10갤런(381)의 양으로 만들어지며 스테인리스 스틸 통에 보관됩니다. 이러한 초기 제형은 승인을 위해 FDA에 신청하기 전에 테스트되고 완성됩니다. FDA 승인은 내부 또는 외부 실험실에서 수행할 수 있는 추가 테스트가 필요합니다. FDA 승인을 받기 위해 필요한 시험의 종류로는 FDA 가이드라인에 따른 자외선 차단 유효 지수를 측정하는 시험, 피부에 사용해도 안전한지 확인하는 시험, 로션의 방수 내성을 측정하는 시험 등이 있다.

원자재

합성 및 천연 성분의 많은 조합이 단일 자외선 차단제의 제형에 들어갈 수 있습니다. 공식은 일반적으로 특정 SPF 등급 또는 특정 소비자 그룹의 요구에 맞게 조정됩니다. 아마도 UVA 광선으로부터 보호하기 위해 사용되는 가장 잘 알려진 합성 물질은 전 세계적으로 제품에 사용되는 아보벤존 또는 Parsol 1789일 것입니다. UV 광선을 흡수하여 보호하는 벤조페논 및 옥시벤존과 같은 다른 합성 성분에 의해 광범위한 스펙트럼 보호가 제공됩니다. PABA(파라아미노벤조산)는 한때 인기 있는 UV 흡수 선스크린 성분이었지만 일부 사람들에게는 피부 자극을 유발할 수 있으며 이제는 PABA의 유도체인 Padimate-O로 대체되었습니다. 다른 광범위한 합성 성분은 옥틸 메톡시신나메이트와 멘틸 안트라닐레이트입니다.

이산화티타늄은 천연 광물이며 광범위한 스펙트럼 보호에 널리 사용되는 성분입니다. 이산화티타늄은 자외선을 흡수하는 대신 산란시켜 작동합니다. 산화아연만큼 불투명하지는 않지만 SPF 등급이 높을수록 유사한 미백 효과가 있습니다. 산화 방지제는 종종 이산화티탄과 결합되어 오일의 산화를 늦추고 로션의 열화를 지연시킵니다. 천연 항산화제의 예로는 비타민 E와 C, 쌀겨 기름, 참기름이 있습니다. 천연 카테고리에서 또 다른 인기 있는 항산화제는 녹차입니다. 많은 최신 자외선 차단제에는 알로에와 카모마일과 같은 피부 진정 및 보습 첨가제가 포함되어 있습니다.

제조
프로세스

자외선 차단제 제품은 단일 시설에서 제조, 병입 및 배송되거나 이 작업의 일부가 회사 외부에서 처리될 수 있습니다. 여기에 설명된 완전 자동화된 제조 프로세스는 두 가지 접근 방식 중 일부를 사용합니다.

로션 제형

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1 물은 역삼투압법으로 정제합니다. 역삼투압은 순수한 물 분자를 염 및 기타 불순물로부터 분리하는 반투막을 통해 압력을 가하여 순수한 담수를 추출합니다.

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2 성분은 외부에서 구입하여 최종 제형의 레시피에 따라 정제수와 혼합합니다. 조리법은 각 성분에 대한 정확한 측정을 나열하는 통 시트에 기록됩니다. 측정은 개발 단계에서 사용된 초기 10갤런(381) 레시피에서 상업적 사용을 위해 더 많은 양으로 변환됩니다.

용기 만들기

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3 블로우 성형 시설에서 자외선 차단제용 플라스틱 용기를 제조합니다. 어떤 경우에는 이 작업이 회사 외부에서 수행됩니다. 중공 성형은 가열하면 부드러워지고 냉각되면 경화되는 열가소성 플라스틱을 패리슨(parison)이라고 하는 튜브로 압출하여 열린 금형에 넣는 방법입니다. 가열된 패리슨 주위에서 몰드가 닫히고 패리슨이 바닥에서 꼬집어 밀봉을 형성합니다. 압축 공기는 패리슨의 상단을 통해 불어넣어져 연화된 플라스틱이 몰드의 내부 벽으로 팽창하도록 하여 용기의 모양을 만듭니다.

4 용기는 로고와 제품 정보가 인쇄되는 인쇄 시설로 옮겨지며 경우에 따라 용기에 스탬프가 찍힙니다. 스탬핑은 원하는 모양(일반적으로 로고)으로 용기 표면에 얇은 금속 호일을 엠보싱합니다. 인쇄되거나 스탬프가 찍힌 용기는 필요할 때 사용할 수 있도록 보관됩니다.

용기 채우기

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최대 1,000갤런(3784 1) 용량의 스테인리스 스틸 탱크 5개가 충전 과정에 사용됩니다. 충전은 많은 유입 트랙이 있는 컨베이어 시스템이 있는 별도의 멸균실에서 이루어집니다. 기계 작업자는 자동화된 프로세스를 모니터링합니다. 컨테이너와 캡은 컨베이어 트랙의 충전실로 들어갑니다. 선스크린 로션은 스테인리스 스틸 배관을 통해 통에서 각 용기에 개폐식 노즐을 삽입하고 측정된 양의 선스크린 로션으로 채우는 압력 충전 기계로 흐릅니다.

컨테이너 캡핑

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6 대부분의 용기는 생산 라인을 따라 자동으로 캡이 닫힙니다. 일부 용기에는 자외선 차단제를 쉽게 도포할 수 있도록 펌프가 있는 캡이 포함되어 있습니다. 이러한 펌프 캡은 용기가 충전 단계를 떠날 때 작업자가 수동으로 조립해야 합니다.

배송

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7 채워지고 캡이 씌워진 용기는 12개의 상자로 포장되어 펠릿화되고 유통업체로 운송하기 위해 수축 포장으로 스키드에 고정됩니다.

부산물/폐기물

용기 성형 공정에서 위생 처리된 플라스틱 스크랩은 재분쇄되어 성형에 다시 사용됩니다. 가지고 있는 용기 인쇄 과정을 거쳐 결점이 다른 회사에 전달되어 안뜰 가구와 같은 제품으로 만들어집니다.

미래

연구자들은 자외선 차단제 개발의 다음 물결을 찾기 위해 자연을 바라보고 있습니다. 일부 식물은 해로운 태양 광선에 대한 자연적인 방어력을 가지고 있습니다. 예를 들어 Dunaliella Bardawil 이라는 단세포 조류 사해와 시나이 사막에서 번성하는 그 자체로 자외선 차단제를 만듭니다. 이스라엘 Rehovot에 있는 Weizmann Institute of Science의 과학자들은 햇빛이 너무 강렬할 때 이 식물이 생산하는 단백질을 분리했습니다. 이 단백질은 광합성이 일어나는 곳으로 빛을 보내어 태양 편향기 역할을 합니다. 광합성을 방해할 수 있는 과도한 빛은 조류에 의해 생성되는 황색-주황색 안료에 의해 피합니다.

인체에는 멜라닌이라는 천연 방어막도 있습니다. 멜라닌은 피부와 머리카락에서 발견되는 갈색을 띤 검은색 색소입니다. 자외선을 반사 및 흡수하여 광범위한 보호 기능을 제공합니다. 피부가 어두운 사람들은 멜라닌 농도가 더 높기 때문에 피부암 발병률이 낮을 뿐만 아니라 피부 노화의 신체적, 의학적 징후도 적습니다. 멜라닌은 한때 오징어와 같은 이국적인 출처에서 추출하여 공들여 수집했으며 가격은 온스당 약 $3,000(ml당 $101)입니다. 그러나 이제는 발효 항아리를 사용하여 저렴한 절차로 만들 수 있습니다. 멜라닌을 자외선 차단제 로션에 통합하는 방법으로 사용되는 기술 중 하나는 멜라닌이 가장 효과적인 피부 표면에 멜라닌을 고정시키는 마이크로 스펀지에 멜라닌을 캡슐화하는 것입니다. 미세 스펀지는 눈에 보이지 않고 현미경으로만 볼 수 있습니다. 연구자들은 자외선 차단제 제형의 성분으로 천연 및 합성 멜라닌을 많이 사용하는 것에 대해 계속해서 승인을 얻고 있습니다.