카보머 젤 만들기 테스트 글에서 분리됨.
에탄올 70% 손소독제 베이스 + 카보머 프리젤
카보머 프리젤을 써서 손소독제를 만들 때 중요한 점은 처음부터 pH를 높이면 안된다는 것.
카보머 프리젤을 에탄올이 주류인 액체에 넣어 섞어서 점도를 올릴때도 투입한 젤을 잘 풀어서 최대한 균일하게 섞은 다음에 pH를 맞춰야 한다. 그렇지 않으면 카보머가 분리되어 버린다.
물에 희석할 때는 대충 해도 문제가 없는데 알콜에 희석할 때는 아주 민감한것 같다.
4% 카보머 젤을 사용한 손소독제 만들기
이 항목은 사진 없음.
최초 목표였던 젤타입 손 소독제를 만들기 위한 테스트로 다시 카보머 4% 젤을 만들었다.
이번에는 중량비로 4%를 딱 맞추었는데 물 172g, 카보머 8g, 1% NaOH용액 20g을 사용했다. 카보머와 NaOH 비율은 8 : 0.2 = 40 : 1.
만들어진 4% 젤은 엄청나게 뻑뻑해서 손으로는 휘젓기도 힘들었는데 그래도 어떻게 저어지기는 했다.
이걸 테스트를 위해 70% 농도의 손소독제 베이스와 섞었는데 손소독제 베이스 25g, 젤 5g 이렇게 총량 30g으로 만들었다. 이러면 만들어지는 손소독제의 에탄올 함량이 58%가 되어 60%에 근접한다.
원래는 60%에 맞추려고 했는데 실수해서 이렇게 되었다.
테스트 결과를 미리 이야기 하면 젤 중량을 3~4g만 써도 충분했을듯 하다.
작업 과정
손소독제 베이스와 카보머 젤을 섞는 일은 상당히 힘들었는데 교반하는게 힘들지는 않았지만 카보머 젤이 손소독제 베이스(이하 알콜) 안에서 잘 녹지 않고계속 겉돌기만 했다.
이전처럼 뿌옇게 변하면서 분리되지는 않았지만 제대로 섞이지 않았고 한참을 휘저어 주니 조금식 녹으며 점도가 올라가기 시작했다.
점도가 어느 정도 올라간 뒤, 최소한 맹물과 같은 점도로는 보이지 않을 때 수산화나트륨 용액을 미니스포이드로 5방울1 넣고 다시 교반했다.
그러자 섞는게 더 쉬워졌고 한참을 더 섞으니 묽은 로션 정도의 형태가 되어 1차로 손에 발라 시험적으로 사용 해 보았다. 여기서 사용한 양을 체크하지 않았는데 양손에 충분히 바를 정도였으니 약 1g이라고 가정한다.
결과는 바르기 쉽고 빨리 마르는 등 전체적으로 시판 손소독제와 비슷해서 훌륭했지만 마르고 난 직후 약간 시큼한 냄새가 났다.2 산도가 높다는 이야기.
그래서 다시 수산화나트륨 용액 1g을 넣고 섞었는데 섞는 것은 편해졌지만 혼합물이 아주 뿌옇게 변해서 카보머가 다시 분리되는 것이 아닌지 불안했다.
그래도 포기하지 않고 계속 저어주니 다시 점도가 오르기 시작하며 시간이 흐를수록 점점 투명해지기 시작했다.
어느정도 괜찮아졌다 싶을 때 다시한번 손에 발라보았다. 이번에는 한 방울만 찍어서 손등에다 문질렀는데 시큼한 냄새는 아주 살짝만 난다.
가까이 대고 냄새를 맡으면 시큼한 냄새가 있긴한데 얼마 지나지 않아서 없어진다.
여기서 다시 수산화나트륨 용액 약 1g를 넣고 섞은 뒤 테스트하니 시큼한 냄새는 나지 않았다.
이 상태의 점도는 무른 로션정도라고 생각되는데 컵을 기울이면 안에서 흐르지만 나무젓가락에 찍어서 들어올리면 방울지거나 떨어지지는 않고 나무젓가락 한쪽으로 대량의 젤을 퍼 올릴수는 없다.
이 정도면 성공적이라고 보인다. 그럼 이제 계산할 시간. 계산은 대략적으로 한다.
계산
처음 시작한 양 30g에서 스포이드로 찍은거 빼고 수산화나트륨 1g 씩 두번 추가, 테스트용으로 두번 사용했는데 처음은 약 1g로 잡고 두번째는 한 방울 밖에 안되니 0.5라고 가정 한다.
그러면 30 + 1 + 1 - 1 - 0.5 = 30.5g.
카보머 vs NaOH 40 : 1 비율로 만든 4% 농도의 카보머 젤 16.667%3가 있는 손소독제 30.5g 중량에 수산화나트륨 용액 2g가 있는 것이 적당하다. 이걸 100g로 늘려보면 NaOH용액 필요량은 6.56g가 된다.
그런데 4% 카보머젤이 너무 뻑뻑해서 다루기 힘드니 2% 카보머 젤을 사용한다고 치면 거기서 절반이 되어 100g의 손소독제 베이스 + 카보머 젤 혼합물에 1% NaOH 용액은 3.29g이 필요하다.
대신 점도는 뚝 떨어져 반쯤 물이나 다름없는 상태가 되겠지만 실제 사용하기에는 그편이 더 편할지도 모르겠다.
그러니까 결국 이렇게 된다.
카보머 4%, 1% NaOH 용액 10% 의 배합으로 만든 카보머 젤 5g당 수산화나트륨 용액 2g 추가.
카보머와 NaOH 비율은 0.2g : 0.025g = 8 : 1.
비율을 10:1로 해도 괜찮을 듯.
만약 시판 제품과 같이 에탄올 62% 비율을 맞추고 싶다면 손소독제 베이스를 88.57%, 카보머 젤을 11.43% 사용하면 된다.
결론
위 내용을 바탕으로 만들어둔 4% 카보머 프리젤에 NaOH용액을 추가로 부어서 섞은 뒤 다시 손소독제를 제작해 보았다.
결과는 반 실패.
농도는 맞췄는데 왜 이런가? 이유를 알수 없지만 알콜 기반 액체에 카보머 젤을 섞을때는 언제나 이렇다.
농도가 다 맞춰진 상태론 제대로 젤화 되지 않고 심하면 하얀 덩어리 상태로 카보머가 분리되어 버린다. 그 상태에서도 젤이나 카보머 분말을 추가해서 pH를 맞추면 다시 돌아와서 젤화되긴 하는데...
이번에도 알콜 손소독제 베이스에 젤을 넣으니 혼합물이 뿌옇게 변하며 점성이 없다가 아주 오랫동안 섞어주니 조금씩 점성이 생기기 시작했다. 계속 저으면 될거같긴하다.
그렇다면 느릴 뿐 제대로 만들어지는 것이 아닐까 하지만 아무리 그래도 시간이 너무 걸리고 힘도 많이 든다. 팔꿈치 아파 죽겠는데 전동기구가 없으면 아마 되더라도 안될 듯.
이게 프리젤을 만들 때 제대로 섞지 못해서 각 부분마다 pH 농도가 균일하지 않아서 그런건지 아니면 알콜이 방해가 되는건지 모르겠다.
물을 탈때는 아무 문제 없고 pH를 확 높여도 점성을 잃을 뿐 허옇게 카보머가 분리되거나 하지 않는데 희안하다.
아무튼 다음은 2% 프리젤로 테스트 한다.
물 88g, 카보머 2g, NaOH 용액 10g.
안되면 안되는데...
재미로 한번 만들어 보려던게 여기까지 왔네. 전동공구나 pH 측정기가 있으면 훨씬 편했겠지만 이거 하자고 살 수는 없으니...
2% 카보머 젤을 이용한 손소독제 만들기
카보머 농도 2%의 젤 100g 제작함.
물 88g, 카보머 2g, NaOH 용액 10g을 사용했고 이 때 카보머와 NaOH 비율은 20 : 1.
식기류는 어지간하면 쓰지않으려 했지만 결국 사용하게 되었다. 그 대신 이번에 만든 젤은 뭉친 부분이 하나도 없이 완벽하게 만들어졌다.
테스트 제작용 손소독제는 총량 100g으로 손소독제 베이스 85.7g + 카보머프리젤 14.3g. 이 때 에탄올 농도는 약 60%.
제작 과정
여태까지는 섞을 때 나무젓가락을 썼는데 도저히 안되겠더라... 힘든건 둘째로 치고 너무 오래걸리면서 젤이 제대로 풀리지도 않았다.
화장품용 핸드 블렌더를 살까 고민하다가 일단 집에 있는 도구를 쓰려고 찾아보니 거품기랑 머들러가 있었다.
거품기는 크기 때문에 안되겠고 스텐 머들러를 사용하기로 했다.
머들러는 길이가 길고 끝부분이 스프링을 꼬아서 구형으로 만들어진 제품이라 쓰기 좋아 보였다. 애초에 커피나 유자청 저을 때 쓰는거니 잘 될거라 생각했다.
먹는데 쓰는거라 왠만하면 안 쓰려고 했는데 시간 소모가 너무 심해서 어쩔수 없이 쓰기로 결정.
사용 소감은... 진작 쓸걸.
나무젓가락으로 30분간 저어도 제대로 안풀리던 카보머 젤이 1분만에 다 풀려버렸다.
하지만 알콜 베이스의 액체라 잘게 부숴졌더라도 젤이 녹으면서 점성을 갖는데 시간이 좀 걸렸다.
일단 섞어놓은 그대로 컵을 덮은 채 한동안 방치하고 그 동안 딴짓 하다가 다시 저어 준다.
그러면 점성이 꽤 생기는데 체감상으로는 스킨과 로션의 중간 정도로 보인다. 완전 물 같은 스킨과 끈적한 로션의 중간에서 스킨 쪽으로 좀 치우친 정도.
주르륵~ 흐르는 모양새인데 머들러를 들어올리면 전부 흘러내리지만 컵 안에는 혼합 젤 안에 기포가 갇혀서 올라오지 못하는 모습이 보인다.
테스트로 손목 안쪽에 발라 보았는데 따갑거나 화끈거리는 자극적 느낌도 없고 시간이 지난 후에도 피부가 붉게 변하거나 가렵지도 않았다. 이 정도면 성공적인것 같다.
NaOH 용액 추가
이대로 사용하기에 나쁘지 않을 듯 보이는데 그래도 점성이 더 생길까 궁금해서 수산화나트륨 용액을 추가해 봤다.
pH를 너무 높이면 곤란하니 카보머와 NaOH 비율이 15:1 정도 되게 하려고 했는데 0.5g을 부어야하는 것을 실수로 1g 부어버렸다.
그랬더니 뿌옇게 변하면서 점성이 낮아졌지만 예전처럼 카보머가 분리될 정도는 아니었다.
이대로 둘 수도 없고 버리기도 아까우니 여기에 소독제 베이스와 카보머 젤을 다시 추가하여 총량 200g으로 만들었다.
이러면 총량 100g 일때 수산화나트륨 용액을 0.5g 넣은거랑 같겠지.
머들러를 열심히 움직여주고 적당히 방치.
적당한 시간 후 다시 저어보면 NaOH용액 추가하기 전 보다 점성이 조금 늘어난 것도 같은데 큰 차이는 없다.
여전히 스킨과 로션의 중간, 바르는 헤어 에센스 정도의 느낌.
약간 뿌연 느낌이 남아있는데 혹시 미세한 입자들은 덜 풀렸나 싶으니 뜨거운 물에 중탕을 해 봐야겠다.
중탕 결과 및 마무리
중탕을 해도 점도가 변하지 않았다.
그러면 카보머와 수산화나트륨의 적당한 중량비는 약 20:1 ~ 15:1 정도로 보이고 젤을 알콜 속에서 풀어줄 때 젓가락처럼 가느다란 것 보다는 머들러처럼 면적이 넓은 것이 더 좋았다.
2% 카보머 젤 14.3%가 포함된 손소독제의 점성은 묽은 로션 혹은 묽은 헤어 에센스 정도의 느낌.
좀 더 단단한 젤을 원하면 4% 카보머 젤을 사용하거나 약국에서 파는 소독용 에탄올 혹은 무수에탄올을 사서 만들면 된다.
그러면 2% 젤이라도 전체에서 차지하는 비율이 높아서 좀 더 단단한(끈적한) 젤 손소독제가 될 것이다.
만약 지금 정도의 점성을 원하지만 카보머 프리젤을 만들어 놓은 뒤 혼합해서 쓰는 방식이 아니라 처음부터 직접 만드려면 카보머 분말이 0.286% 근처로 포함되도록 농도를 조절해서 만들면 된다.
추가 테스트
2% 카보폴980, 화장품 블렌더, 10 : 1
화장품 블렌더로 카보머 반죽을 혼합했는데 카보머 절반을 넣기 전에 이미 회전 속도가 느려지기 시작했다. 이 상황을 보아 0.5%가 적정선인듯 하다.
만들어진 카보머 젤은 꽤 투명하며 아무 문제가 없는듯 했지만 소독용 에탄올과 섞어 62% 에탄올 농도로 만드니 단번에 색이 뿌옇게 변해버리고 한참을 저어도 색이 투명해지지 않았다.
점도는 전혀 문제 없지만 색이 이래서야...
카보머 반죽이 덜 섞인 것인가 아니면 물 속의 불순물이나 수산화나트륨이 알콜과 반응하는 것인가... 만약 물 속의 불순물이 반응하는 거라면 물과 에탄올만 섞어도 색이 뿌옇게 변해야 하니 이건 아닐 것이다.
수산화나트륨이라고 하기에도 에탄올 1L 당 수산화 나트륨이 100g 넘게 녹으니 그것도 아닌것 같고..
실제로 소독약 10ml4에 수산화나트륨 1g을 넣어봤더니 잘 녹지는 않았지만 그래도 이렇게 뿌옇게 되지는 않았다. 가루 말고 1% 용액을 넣어서 저어봐도 수산화나트륨이 용출되지는 않았고.
그러면 결국 카보머가 분리되어 나오는게 맞다는 소린데...
변수가 하나가 아니라 집에서 꼼지락 거리는 수준으로는 판단하기가 좀 어렵다. 어차피 취미로 만들어보는 거라 그만둬도 되지만... 일단 딴거 흥미가 생기기 전에는 계속 해 봐야겠다.
우선은 0.5% 농도로 2.5 : 1 비율을 테스트 해 봐야겠다. 점도는 달라지긴 하지만 수산화나트륨의 양은 동일하니까 만약 이 때 큰 문제가 없다면 카보머가 덜 풀린 것이 확실하다고 생각할 수 있겠지.
0.5% 카보폴980, 화장품 블렌더, 2.27 : 1
카보폴 분말을 0.5%로 하고 NaOH를 많이 넣는 실험에서는 NaOH용액을 통에서 바로 붓는 바람에 대략 22g정도가 들어갔다. 그래서 2.5 : 1이 아니라 2.27 : 1. 느낌상으로는 2:1도 가능할 것 같다.
이번 카보머젤은 그야말로 완벽에 가까울 정도로 만들어졌다. 투명도는 깨끗한 물이 포즈를 취하고 있는것 같았고 점도 또한 훌륭하다.
점도는 요즘 신조어로는 쫀쫀하다고 하던가? 마치 "쫀! 쫀!" 하는 의성어가 들리는 느낌이다. 그러면서 끈적거리는 떡같은 느낌이 아니라 부들거리는 탄력적인 느낌.
pH는 테스트지에 찍으니 금방 연한 청록색-초록색이 되어 거의 7에 가까운 수준이라 생각된다.
여기에 물을 부어서 중량을 두배로 만들어도 적당히 단단함을 유지한다. 아이스크림 모양을 만들면 주저앉기는 하지만 대강의 형태는 남는 정도인데 엄~청 말랑한 젤리정도 되려나? 로션이라고 치면 꽤 뻑뻑한 느낌일 듯.
카보머 젤의 특성상 문지르면 점도가 확 내려가지만. 아마 카보머 분자가 터지면서 물을 뱉는게 아닐까?
젤을 좀 덜어서 손등에 발라봤는데 마르기 전에도, 마르는 도중에도, 마른 후에도 냄새가 일절 없었다. 마른 후에는 끈적임도 전혀 남지 않았고.
카보머 젤로써는 훌륭하지만 아주 치명적인 단점이 있었는데... 소독용 알콜과 섞으니 그냥 끝장났다.5
화장품 블렌더로 섞는 즉시 뿌옇게 변하더니 카보머가 분리되어 버린다. 오랫동안 블렌더를 돌려도, 아무리 거칠게 회전시켜도 카보머는 젤로 변하지 않고 오히려 블렌더의 날에 허옇게 들러붙었다.
이거 청소 어떻게... ㅠㅠ
이제 확실하다. pH조절제를 수산화나트륨으로 하고 pH를 중성 혹은 중성에 가깝게 만든 카보머 젤은 에탄올과 섞으면 카보머가 분리되어 하얀 분말로 되돌아 간다.
이유는 모른다. 알수 있는 것은 pH를 잘 맞춘 카보머젤이 에탄올을 만나면 카보머가 분리되어 버린다는 것.
그렇다면 젤타입 손소독제를 만들기 위해서는 pH를 중성으로 맞추는 것이 아니라 일정 수준의 산도가 필요하다는 것이다. 계산은 귀찮으니 하지 않는다. 결과가 이미 있기도 하고.
여태까지 테스트 한 내용을 보면 젤타입 손소독제의 투명도를 유지하기 위해서는 카보폴980 vs 수산화나트륨 비율이 20 : 1 이하가 되어야 하고 투명도를 완전히 무시한다면 카보폴 2%의 젤에서 10 : 1 까지는 훌륭하다.
수산화나트륨 대신 TEA를 사용하면 어떻게 될지 모르겠지만 현재로는 이런 결과가 나왔다.
그러니 점도가 높은 손소독제를 만들 때 NaOH를 중화제로 쓴다면 pH를 의도적으로 덜 맞추고 카보머 비율을 높여야 한다.
대신 카보머 젤을 섞는 것이 에탄올 기반이 아닌 물을 기반으로 하는 액체라면 pH를 가능한 정확히 맞추고 카보머를 적게 쓰는 것이 투명도를 위해 더 낫다.
이제 이 실험은 일단 종료한다. TEA를 구입해서 실험하기 전에는 더이상 실험 할 가치가 없어 보인다.
알콜 비율이 높으면 특별한 중화제 필요.
이리저리 검색을 좀 하다보니 손소독제처럼 알콜 비율이 높으면 일반적인 중화제로는 카보머 젤을 만들 수 없고 Neutrol TE 라는 중화제를 사용해야만 한다고 나온다.
뉴트럴 중화제 혹은 Neutrol TEA, Nwtrol TEA 라고도 불리는데 정확한 명칭은 확실하진 않지만 "뉴트럴 트리에탄올아민" 정도로 보인다.
차별점이 뭔가 보니 판매 샵들은 대부분 일반 TEA보다 안전성이 높다고 광고하는데 그 외 특이점은 설명이 없는 것으로 보아 일반 TEA로도 손소독제 같은 고농도 에탄올 젤을 만들 수 있는 모양이다.
그런데 가격이 좀 비싸다. 대략 50mL에 5천원~6천원, 1kg에 5~6만원대 정도 한다.
카보머와 중량 비율 1 : 1로 사용한다.
여태 그냥 개고생 했네...
그래도 수산화나트륨으로도 만들수 있는 레시피는 찾았으니 그걸 위안으로 삼아야지 뭐...
'My Little Hobby > 화장품 만들기' 카테고리의 다른 글
| 카보머 젤의 pH 농도를 중성으로 맞추기 (0) | 2020.03.23 |
|---|---|
| 간단한 손소독제 만들기용 에탄올 계산기 (0) | 2020.03.20 |
| 수돗물로 카보머 젤 만들기 테스트 (0) | 2020.03.13 |
| 젤 타입 손소독제 만들기 실패 기록 (0) | 2020.03.13 |
| 집에서 손소독제 만들기 (스프레이 타입) (0) | 2020.03.08 |