화장품 계면활성제 종류는 사실 여러가지가 있습니다. 화장품에 반드시 사용되는 성분이라고 하면 어떤 걸들이 있을까 생각해보면 수많은 성분들이 있겠지만 일반적인 제품이라면 물, 그리고 오일이 있을텐데 이 두가지를 잘 섞이게 하는 계면활성제가 손에 꼽을 수 있을 것 같습니다.
이번 글에서는 화장품에 사용되는 계면활성제의 종류들을 알아보고 각각의 특징과 피부자극도 측면에서 비교하여 알아볼 수 있는 시간을 갖도록 하겠습니다.
화장품 계면활성제 종류, 특징
화장품 계면활성제라고 별다른 것은 없습니다. 피부에 안전한 성분이라고 전문기관들에서 인정한 성분들 중에서 의도했던 사용감 및 특징들을 구현할 수 있는 성분을 보통 사용하게 됩니다.
화장품 계면활성제
우선 계면활성제에 대해 간략하게 알아보면 글의 초입부에 짧게 설명했듯이 쉽게 말해 물과 오일의 경계에서 두 상을 잘 섞여있는 상태로 유지할 수 있도록 하는 역할을 합니다.
분자구조를 살펴보면 굉장히 이해하기 쉬운데 계면활성제는 어떤 종류이던 상관없이 비슷한 형태의 분자구조를 가지고 있습니다.
바로 물과 친한 친수성기와 오일상과 친한 친유성기를 모두 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 물과 오일 상에 각각 친한 쪽으로 경계에 존재할 수 있고 두 상을 분리되지 않도록 섞일 수 있게 할 수 있는 것입니다.
이처럼 계면활성제는 성질이 다른 두가지 상의 경계에서 계면 장력을 떨어뜨려서 하나의 상으로 섞이게 하는 성분이라고 이해하면 좋을 것 같습니다.
우스갯소리이지만 사람의 경우도 각각의 다른 성격을 가지고 있지만 이런 각각의 사람들의 특징에 맞추어 결국 하나의 팀을 운영해나가는 많은 리더들을 보며 계면활성제를 떠올린 적도 있었습니다.
계면활성제 CMC
이처럼 비슷한 분자구조를 가지고 있는 계면활성제들을 다양한 종류로 구분할 수 있는 특징 중 하나는 CMC라고 하는 임계미셀농도입니다. Critical Micelle Concentration 의 약자로 미셀이 만들어질 때의 최소 농도를 일컫는 말입니다.
그렇다면 미셀은 어떤 의미인지 살펴보겠스빈다. 미셀은 계면활성제의 농도가 높아졌다가 포화상태에 이르게 되면 계면활성제끼리 동그란 형태의 화합체를 형성하게 되는데 이 화합체를 미셀이라고 부릅니다.
그렇게 되는 이유는 친유성끼리, 친수성끼리 뭉칠 수 있는 성질 때문에 그렇다고 볼 수 있겠습니다.
계면활성제 HLB
계면활성제의 많은 종류 중 어떤 성분을 어떤 제형에 선택하여 적절한 양으로 배합하는지 선택할 때에 가장 중요하게 확인해야 할 원료의 특징 중 하나는 바로 HLB입니다.
Hydrophile Lipophile Balance의 약자인데 말 그대로 친수와 친유의 밸런스 비율을 나타내는 수치입니다.
모든 계면활성제는 HLB 값이 정해져 있으며 현재 개발하고 있는 제품의 제형적인 특징에 따라 적합한 HLB의 계면활성제를 사용해야 합니다. HLB 값은 총 0~20 내의 숫자로 표현되는데 숫자가 0에 가까울수록 오일상에 더 친하고 20에 가까울수록 물 상에 더 친하나는 것을 의미합니다.
만약 토너와 같이 오일상에 비해 물의 비중이 큰 화장품을 제조하고 있다면 당연히 HLB 수치가 큰 계면활성제를 선택하셔야 하고, 반대로 메이크업 제품이나 방수성이 높은 선크림을 제조한다면 HLB 수치는 낮은 타입을 사용하게 됩니다.
HLB 수치에 따른 제품과 사용목적
HLB 값이 1~3에 해당하면 보통 수상과 유상의 비율 중 유상의 비율이 압도적으로 높은 제형에 사용하게 됩니다. 유상의 비율이 압도적으로 높기 때문에 이 때에는 유화나 가용화의 목적보다는 유상의 제형 안정성 및 완성도를 높이기 위해 소포제의 목적으로 사용한다고 보시면 되겠습니다.
HLB 값이 4~6에 해당하면 주로 방수성이 좋은 선크림이나 메이크업 베이서, 파운데이션, 쿠션 등의 제형을 만들 때 주로 사용합니다.
물론 아이들이 사용하는 선크림의 경우 물로 잘 지워져야 하기 때문에 수상을 베이스로 하는 제형을 잡지만 일반적으로 땀이나 물에 잘 지워지지 않는 특징을 선호하는 선크림이나 메이크업 제품들의 경우 유상의 비율이 수상보다 더 크게 됩니다.
유상이 겉으로 드러나고 계면활성제는 수상을 안쪽으로 잡고 있는 형태로 안정도를 유지하고 있다고 이해하시면 되겠습니다.
HLB 값이 7~9에 해당하면 보통 한쪽 상으로 치우치지 않기 땜누에 분산의 개념에 더 가까운 목적으로 사용한다고 볼 수 있겠습니다.
HLB 값이 8~18에 해당하는 계면활성제는 주로 많은 분들이 사용하는 기초 화장품에 주로 사용되는 계면활성제입니다. 기초 화장품의 경우 피부의 모공을 막지않고 피부를 촉촉하고 유연하게 만드는데 목적이 있기 때문에 수상이 겉으로 드러나게 되고 오일상의 유효성분들을 안쪽 상으로 잡고 있는 형태를 취하고 있는데 이럴 때에 HLB 값이 높은 친수성 계면활성제들을 많이 사용합니다.
HLB 15~18 정도의 계면활성제는 수상으로 굉장히 치우쳐저 있는 계면활성제로 실제로 대부분이 물 혹은 수상인 경우에 사용합니다. 토너처럼 거의 물처럼 보이는 제형에 적합한데 이럴 때에는 유상이 아주 소량 들어가서 수상 위에 둥둥 떠 있는 것 처럼 보일 수 있어서 이런 점을 방지하기 위해 사용합니다.
보통 토너와 같은 제품에 사용되는 오일 중 대표적인 것이 바로 향료 입니다. 향료는 거의 대부분오일상으로 되어 있기 땜누에 향료가 수상 내 안정적으로 섞여 있게 하기 위해 HLB가 아주 높은 계면활성제들을 사용하는데 이런 목적의 계면활성제를 가용화제라고 부르기도 합니다.
계면활성제의 대전성
계면활성제는 이온성 여부를 가지고 분류할 수도 있습니다. 쉽게 설명하면 물에 용해시켰을 때 대전성이 있으면 이온성 계면활성제, 이온성이 없으면 비이온성 계면활성제라고 부릅니다.
이온성 계면활성제의 경우 친수부가 +전하를 띄면 양이온 계면활성제, – 전하를 띄면 음이온 계면활성제, +와 -이온을 동시에 가지고 있으면 양쪽성 이온으로 다시 분류할 수 있습니다.
비이온성 계면활성제는 피부 자극이 가장 적어 보통 피부에 바르는 기초, 색조 화장품에 사용되는 경우가 많으며 이온성 계면활성제의 경우 기포를 잘 생성하고 세정효과가 있어서 샴푸와 같은 클렌징 제품에 주로 사용됩니다.
양쪽성 계면활성제는 그나마 피부 자극이 적어 저자극, 베이비 샴푸 등에 주로 사용하고 양이온 계면활성제는 헤어 컨디셔닝 목적의 린스나 트리트먼트에 사용합니다. 대전효과가 커서 실제로 린스나 컨디셔서를 사용하면 정전기가 방지되는 효과가 있는것입니다.
마지막으로 음이온 계면활성제의 경우 대부분의 샴푸를 비롯한 클렌징 제품에 사용되는데 기포도 가장 잘 형성되고 세정효과도 뛰어나지만 계면활성제 중에서 자극도는 가장 높은 편이므로 잔여물이 남지 않도록 완전히 잘 씻어내는 것이 중요합니다.
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