화장품 제형의 종류는 다양한 형태가 있습니다. 흔히 가용화, 유화, 분산 타입으로 나뉠 수 있는데 기초화장품에서는 가용화와 유화방식을 택하고 간혹 분산타입을 혼합하여 제형에 이용하기도 합니다.
이번 글에서는 화장품 제형의 종류를 결정짓는 가용화, 유화, 분산 타입에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
화장품 제형의 종류 알아보기
가용화
가용화는 solubilization이라고도 하는데 19세기 중반부터 이 개념이 사용되긴 했지만 실제로 개념이 널리 이용된 것은 1950년대부터라고 볼 수 있습니다. 화장품에서 중요한 역할을 하는 향을 화장품에 적용시키는 것이 당시 어려운 문제였는데, 바로 화장품은 물을 주성분으로 하는 수상제형이고 향은 오일이기 때문에 잘 섞이지 않았기 때문입니다.
그래서 향을 화장품에 적용하고도 분리가 되거나 불투명하게 되는 형상을 막기 위해서 계면활성제를 이용하는 방법을 선택하게 되었는데 이게 바로 가용화입니다. 가용화현상이란 투명하게 보이는 현상을 말하는 것이라고 정의할 수 있겠습니다.
반대로 대부분이 오일성분에 아주 소량의 수상원료(예를 들면 컨셉 추출물 같은 경우)를 섞어야 하는 경우도 가용화라고 볼 수 있는데 용매가 수상인지, 유상인지에 따라 계면활성제를 다른 것을 써야하는데 이는 HLB 수치를 보고 사용할 수 있습니다.
- HLB : 수상과 유상의 밸런스를 나타내는 수치로 HLB가 높을수록 친수성(용매가 물혹은 친수성 물질인 경우), HLB가 낮을 수록 친유성(용매가 오일상이 되는 경우) 계면활성제로 볼 수 있습니다.
화장품에서 가장 많이 사용하는 개념인 유화와 계면활성제를 이용하여 물과 오일을 잘 섞는 것이라는 원리는 동일하지만 가용화는 훨씬 더 소량의 오일을 계면활성제를 적용해서 투명하게 만드는 것이고 유화는 훨씬 더 많은 오일을 물과 잘 섞이게 만들어 유백색을 만드는데 차이가 있겠습니다.
가용화제의 선택
화장품의 기능 중 어떤 것이 가장 중요한지 선택하기란 매우 어렵지만 매일 사용해야하는 제품이기 때문에 안전성을 빼놓을 수 없겠습니다. 하지만 계면활성제는 기본적으로 피부에 적용시 자극을 유발할 수 있는데 양이온 계면활성제는 양쪽에 다 이온이 있어서 자극도가 세서 사용화제로 선택하기 어렵습니다.
반면 음이온계의 경우 아주 소량을 사용할 수도 있고 비이온계 계면활성제의 경우 이온부분이 없어 피부에 자극도가 가장 적기 때문에 가용화제의 역할을 하는 계면활성제이고 가장 많이 선택하고 있습니다.
하지만 가용화제품에서 계면활성제는 아주 소량 사용하는 오일(대부분 향료)의 직, 간접적인 자극이 잠재적으로 나타날 수 있기 때문에 사전에 패치테스트로 피부자극테스트를 반드시, 그리고 충분히 해주는 것이 좋습니다.
유화
유화는 앞서 언급했던대로 화장품을 만드는데 가장 많이 적용되는 기본적인 방법입니다. 물, 오일과 같이 서로 섞이기 어려운 상을 계면활성제를 이용하여 미세한 형태로 분산되어 있는 계로 만드는 것을 유화라고 합니다.
깨끗한 비커나 시험관, 그렇지 않더라도 물과 오일이 만나는 접점에는 이 두 상이 서로 섞이지 않고 깔끔하게 두 상으로 분리되어 있는데 이를 계면이라고 합니다.
이 상태에서 막 흔들고나면 두가지 상이 만나는 계면의 면적이 넓어져 일시적으로 뿌옇게 혹은 희게 되는 것을 볼 수 있는데 이를 계면활성제를 이용해서 안정적으로 섞일 수 있게 만들어놓으면 불투명한 유백색을 보이게 됩니다. 우리가 사용하는 크림, 로션이 유백색인 이유입니다.
이 유화는 열역학적으로 평형 상태인지 아닌지에 따라서 micro 와 macro로 나뉠 수 있습니다.
마이크로 유화(micro)
마이크로 에멀전은 유화제, 물, 오일 이 3가지 성분이 평형상태로 이루어져 있을 때를 말하며 열역학적으로 안정된 모습을 보입니다. 그렇기 때문에 일정한 온도나 압력 등에서 각각의 함량을 결정하는 것이 중요하며 큰 의미에서 가용화도 마이크로 유화에 포함시키기도 합니다.
마크로 유화(macro)
마크로 유화는 쉽게 말해 유화제, 물, 오일의 3가지 성분이 평형을 이루지 않은 상태로 열역학적으로 불안정한 상태로 하나의 계 중에서 물과 오일이 각각 상으로 혼합되어 있는 형태입니다. 불안정한 상태이기 때문에 하나의 상을 이루기 위해서 계속 상태가 변화되는 모습을 확인할 수 있습니다.
이 방법이 불안정하지만 실제로 식품이나 의약품, 화장품 등 생체와 관련된 다양한 분야에서 많이 사용하고 있는데 그 이유는 생체 조직에서 적용하는 것이 좋기 때문입니다.
생체 조직은 물을 용매로 하고 다양한 수용성 성분을 가지고 있는 동시에 지질이나 지용성 성분을 분산시키면서 조직이나 기관을 이루고 있는 다성분 혼합 상태라고 볼 수 있는데 계면 활성 물질인 유화제가 마크로 상태라면 생체 조직의 지속성 향상에 중요한 역할을 할 수 있습니다.
유화제의 선택
유화제와 물, 오일 이 3가지 성분계의 상도는 여러가지가 있지만 o/w형태와 같이 수상이 주상이고 오일상이 소량 들어가는 형태의 경우에는 수용성인 것을 w/와 같이 유상이 주상이고 수상이 소량 들어가는 경우에는 지용성 유화제를 선택하는 것이 원칙적인 방법입니다.
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