화장품의 제조기술 방식

화장품의 제조에 필요한 주요  기술은 수성 성분에 소량의 유성 성분을 투명하게 녹이는 가용화 기술, 수성 성분과 유성성분을 균일하게 혼합하는 유화 기술, 불용성 고체입자를 균일하게 분산시키는 분산 기술이 있습니다. 대표적으로 화장품으 대체로 아래 3가지로 대부분 제조될 수 있습니다.

 

1) 가용화

계면활성제는 물과 오일의 계면에 영향을 줄 수 있는 원료로 잘 섞일 수 있게 도움을 주는 원료입니다. 화장품 제조시에 계면활성제의 양을 증가시켜 가면서 물에 녹일 때 처음에는 주로 물의 표면으로 계면활성제가 배열되다가 포화농도 이상이 되면 작은 집합체를 형성하게 되는데, 이를 미셀(micelle)이라고 합니다.

 

계면활성제가 미셀을 형성하게 되면 물에 녹지 않는 소량의 물질을 미셀 내부에 용해시킬 수 있는 성질을 갖게 되는데요, 이는 물에 녹지 않는 소량의 유성성분을 계면활성제의 미셀 형성작용을 이용하여 투명한 상태로 용해시키는 것을 가용화(solubilization)이라고 부릅니다. 화장품에서는 토너, 묽은타입의 에센스, 향수 등 투명한 제품을 제조할 때 사용되는 기술입니다. 그리고 이때 사용화를 목적으로 사용되는 계면활성제를 가용화제(solubilizer)라고 부릅니다.

 

2) 유화

가용화 기술이 소량의 유성성분을 물에 투명하게 녹이는 기술이라면, 유화기술은 많은 양의 유성성분을 물에 균일하게 혼합하는 기술을 말합니다. 즉 다량의 유성성분을 물에 일정기간동안 안정한 상태로 균일하게 혼합시키는 기술을 유화 기술이라고 합니다.

기름을 물에 놓으면 물위에 뜨게 되는데요 이때 막대를 이용하여 강하게 휘저어주면 기름이 물에 작은 방울로 분산되면서 우유빛으로 뿌옇게 보이는것을 확인 할수 있습니다. 이를 백탁화 된다고 표현하는데 이 때 저어주는것을 멈추게 되면 다시 물 속의 기름 방울들은 서로 다시 뭉쳐서 물위에 떠오르베 됩니다. 하지만 이때 소량의 계면 활성제를 첨가하고 다시 세게 저어주면 물속은 기름 방울들이 다시 뭉쳐서 물 위로 떠오르는데 시간이 길어지게 되는데 백탁현상을 더 오랜시간 유지시키는데 도움을 주는것이 바로 이 계면활성제인 셈이지요. 이처럼 기름 방울이 물에 골고루 분산된 상태를 유화(emulsion)이라고 하며, 유화에 사용되는 계면활성제를 유화제(emulifier)라고 부릅니다.

 

유화는 분산된 부분이 기름 또는 물인가에 따라 O/W (oil in water)형 유화, W/O(water in Oil)로 구분할 수 있습니다.

말 그대로 수상(물)에 유상(기름)이 분산된 것이 O/W (oil in water), 반대로 유상(기름)에 수상(물)이 분산되어 있는 형태를 O/W (oil in water)라고 합니다. 이때 유상이 실리콘 오일을 사용한다면 W/S라고 표현할 수도 있습니다.

실리콘 오일을 사용하는 제품은 메이크업제품이나 일부 수분크림 제조시에도 사용이 되는데, 가장큰 사용 목적은 촉촉하면서 끈적임없는 산뜻한 마무리 사용감 때문입니다. 실리콘 오일은 사용감 측면에서 매우 큰 장점이 있습니다.

 

O/W는 대부분의 기초 화장품에 해당합니다. 로션, 크림 등이 해당하며 외상이 수상이기때문에 촉촉한 수분감을 부여하는데 도움을 줍니다. 반면  W/O, W/S는 고보습 기초제품이나 특히 메이크업, 선크림 제품에 적용합니다. 특히 메이크업제품이나 선크림 제품의 경우 워터프루프 기능이 매우 중요한데 이때 외상이 오일인 술을 사용하면 외상이 오일상이기 때문에 워터프루프 효과를 볼 수 있게 됩니다. 물론 O/W 메이크업 제품이나 선크림도 개발할 수 있습니다. 특히 O/W선크림은 워터프루프로 제작시 세안을 꼼꼼히 전용 제품으로 해야하는데 아이들에게 사용하는데 불편함이 많기 때문에 O/W로 제작하는 경우가 많습니다.

 

이 유화 기슬 중 재미있는것은 W/O 유화내용물을 다시 수상에 유화시키면 W/O/W과 같이 다상 에멀전(multiple)을 얻을 수도 있다는 것입니다. 이와 같은 W/O/W 에멀전은 O/W에멀전에 비해 보습효과가 뛰어날 뿐만 아니라 각종 영양 물질과생리활성 물질을 안정하게 보존하는데 도움을 주어 각종 화장품 제조에 사용하고 있습니다.

기초화장품(크림, 로션 류 등) 외에 메이크업화장품(파운데이션, 비비크림, 컨실러 등)이 이 유화 기술을 사용한 것이 많은데, 유성, 수성 성분을 간단히 혼합할 수 있을 뿐만아니라 수상 혹은 유상 단독으로 사용하는 것보다 훨씬 더 나의 사용감과 외관을 얻을 수 있기 때문입니다. 어떤 유화제를 사용하고 수/유상의 배합량을 어떻게 가져가는지에 따라 다양한 점도와 사용감을 구현해 낼 수 있습니다.

 

이렇게 만드는 유화제품은 얼마나 오랜시간 안정한 유화 상태를 유지하는지가 중요한데, 실제 몇년동안 테스트를 진행하는것이 제품화하는데 어려움이 있기때문에 빠른시간 내에 안정도를 평가하기 위해 저온/상온/고온에서 각각 1개월~6개월동안 안정도를 확인하게 됩니다. 이때 제형, 변취, 변색 등의 변화를 관찰하여 안정도를 확인하게 됩니다.

 

3) 분산

분산(Dispersion)은 안료 등의 고체 입자를 액체속에 균일하게 혼합 시키는 것을 말하며, 이때 사용하는 계면활성제는 분산제(Dispersant)라고 부릅니다. 화장품에서 고체 입자를 액체에 분산시킨것으로는 마스카라,아이라이너, 네일제품 등이 있는데 이들은 장시간 그대로 두면 고체입자들이 침전될 수도 있고 또 뭉침현상이 생기거나 얼룰이 발생하기도 합니다.