화장품 성분과학

1. 화장품 성분 명명 및 표기법

화장품 성분의 명칭과 표기법은 국제 기준에 따라 엄격히 관리된다. 우리나라에서는 화장품원료기준(KCID)과 국제화장품원료집(ICID)을 기본으로 하며, 법적으로 사용 가능한 성분의 명칭과 배합 기준을 규정하고 있다.

 

명명 기준의 우선순위

1. KCID (Korea Cosmetic Ingredient Dictionary)
2. 대한민국화장품원료집
3. 국제화장품향료협회(CTFA, Cosmetic Toiletry & Fragrance Association) 원료집

 

이 명명 체계는 소비자가 성분 정보를 쉽게 이해하고, 제조사가 제품의 안정성과 유효성을 확보할 수 있도록 돕는다.

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2. 화장품 성분의 일반적 분류

화장품 성분은 크게 수성 원료(Water-based Ingredients)와 유성 원료(Oil-based Ingredients)로 구분된다. 이를 통해 제형의 질감, 보습 효과, 사용감을 결정할 수 있다.

 

A. 수성 원료

수성 원료(Water-based Ingredients)는 화장품에서 가장 중요한 기본 성분 중 하나로, 보습, 수분 공급, 피부 진정과 같은 역할을 한다.

이미지출처_27 Best Water-Based Beauty Products For Dry Skin

수성 원료의 주요 역할

1. 보습 작용: 피부에 수분을 공급하고, 수분 증발을 방지해 촉촉함을 유지한다.
2. 흡수 촉진: 피부에 유효 성분을 더 깊이 전달할 수 있도록 돕는다.
3. 피부결 개선: 피부 표면의 각질을 부드럽게 하고 매끄러운 피부결을 유지한다.

 

주요 수성 원료 종류와 특징

• 정제수(Purified Water): 대부분의 화장품에서 가장 큰 비중을 차지하는 기본 원료다. 피부 자극이 없고, 다른 성분들과 잘 섞인다.
• 글리세린(Glycerin): 뛰어난 보습 성분으로 수분을 끌어당겨 피부를 촉촉하게 유지한다.
• 프로필렌글리콜(Propylene Glycol): 피부 침투력을 높이고 유효 성분의 흡수를 돕는다.
• 히알루론산(Hyaluronic Acid): 강력한 수분 보유 능력을 가진 고분자 물질로, 피부를 깊이 촉촉하게 한다.
• 판테놀(Panthenol): 피부 진정 및 보습 효과가 뛰어나며, 손상된 피부를 회복시키는 데 도움을 준다.

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B. 유성 원료

유성 원료(Oil-based Ingredients)는 화장품에서 피부 보호막 형성, 윤기 부여, 피부 연화 작용 등의 역할을 한다.

이미지출처_Oil Based Natural Antioxidant Preservative Made from Organic Ingredien – Natura Bona

유성 원료의 주요 역할

1. 보호막 형성: 피부 표면에 얇은 막을 형성해 수분 증발을 방지한다.
2. 윤기 및 부드러움 제공: 피부를 부드럽게 하고, 매끄러운 질감을 부여한다.
3. 지질 균형 유지: 피부의 자연적 지질층을 보완해 건강한 피부 상태를 유지한다.

 

주요 유성 원료 종류와 특징

• 미네랄 오일(Mineral Oil): 피부에 보호막을 형성해 외부 자극으로부터 피부를 보호한다.
• 식물성 오일(Plant Oils): 피부 친화적이며, 항산화 및 진정 효과가 있다. 대표적인 오일로는 올리브유(Olive Oil), 호호바 오일(Jojoba Oil), 아르간 오일(Argan Oil)이 있다.
• 왁스(Waxes): 고형화제로 사용되며, 화장품의 질감과 사용감을 개선한다. 대표적으로 카르나우바 왁스(Carnauba Wax), 캔델릴라 왁스(Candelilla Wax) 등이 있다.
• 토코페롤(Tocopherol, 비타민 E): 강력한 항산화 작용으로 피부 노화를 예방하고 보습을 돕는다.

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3. 화장품의 기능적 분류

화장품은 사용 목적과 적용 부위에 따라 다양한 종류로 나뉜다.

 

A. 기초 화장품

기초 화장품(Basic Cosmetics)은 피부의 건강을 유지하고 피부 본연의 기능을 돕기 위해 사용된다.

이미지출처_The Only Brand Making Cosmetics with Ginger Water ❘ HANAMOA

• 보습제(Moisturizer): 피부의 수분을 유지하고, 피부 장벽을 강화한다.
• 세럼(Serum): 고농축된 유효 성분을 전달해 피부의 특정 문제를 개선한다.
• 선크림(Sunscreen): 자외선(UV A, B)로부터 피부를 보호한다.

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B. 기능성 화장품

기능성 화장품(Functional Cosmetics)은 특정 효과를 목적으로 개발된 제품으로, 피부 개선에 중점을 둔다.

이미지출처_Functional Cosmetics Market In China

• 미백 화장품(Whitening Cosmetics): 멜라닌 생성을 억제해 피부 톤을 밝게 한다.
  • 주요 성분: 알부틴(Arbutin), 코직산(Kojic Acid), 비타민 C(Ascorbic Acid)
• 주름 개선 화장품(Anti-wrinkle Cosmetics): 피부 탄력을 높이고 주름을 완화한다.
  • 주요 성분: 레티놀(Retinol), 펩타이드(Peptides), 콜라겐(Collagen)
• 여드름 완화 화장품(Anti-acne Cosmetics): 피지 조절과 항염 작용을 통해 여드름 발생을 억제한다.
  • 주요 성분: 살리실산(Salicylic Acid), 나이아신아마이드(Niacinamide)

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C. 색조 화장품

색조 화장품(Color Cosmetics)은 피부 톤을 보정하고 개인의 개성을 표현하기 위한 제품이다.

이미지출처_Colour Cosmetics - MSCR

• 파운데이션(Foundation): 피부를 균일하게 보정하고 자연스러운 톤을 연출한다.
• 아이섀도우(Eyeshadow): 다양한 색상으로 눈을 강조한다.
• 립스틱(Lipstick): 입술에 생기와 색을 더해준다.

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4. 화장품의 유통기한 및 보관 방법

화장품의 효능과 안전성을 유지하려면 적절한 보관 방법(Storage Conditions)과 유통기한(Shelf Life)을 반드시 확인해야 한다.

 

A. 유통기한

• 미개봉 제품: 제조일로부터 약 2~3년 동안 품질이 유지된다.
• 개봉 후 사용기간: 제품 종류에 따라 다르며, 보통 6~12개월 내에 사용하는 것이 권장된다.

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B. 보관 방법

• 서늘하고 건조한 장소에 보관해야 한다.
• 직사광선과 고온을 피하고, 욕실처럼 습도가 높은 곳에 보관하지 않는 것이 좋다.

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5. 화장품의 제조 과정

화장품 제조 과정은 단순히 성분을 혼합하는 작업이 아니라 효능, 안전성, 사용감을 모두 고려해 정확한 공정을 거쳐야 한다. 주요 제조 과정은 다음과 같다.

 

A. 원료 선정 및 배합 설계

화장품 제조의 첫 단계는 원료의 선정(Raw Material Selection)과 배합 비율 설계(Formulation Design)이다.

 

1. 수성 원료와 유성 원료의 균형 조정: 제형의 질감과 흡수력을 결정하는 핵심 요소다.
   • 수성 원료: 보습과 수분 전달을 담당한다.
   • 유성 원료: 피부 보호막을 형성하고 질감을 부드럽게 만든다.
2. 유효 성분의 선택: 제품의 목적에 따라 미백, 주름 개선, 보습, 항산화 성분을 조합한다.
   • 미백 성분: 알부틴(Arbutin), 비타민 C(Ascorbic Acid)
   • 주름 개선 성분: 레티놀(Retinol), 펩타이드(Peptides)
   • 보습 성분: 히알루론산(Hyaluronic Acid), 글리세린(Glycerin)

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B. 배합 공정

 

배합 공정(Formulation Process)은 원료의 혼합과 안정화를 위한 핵심 단계다.

이미지출처_What is the Process of Emulsification?

1. 유화 공정 (Emulsification Process)
   • 수성 원료와 유성 원료를 균일하게 섞기 위해 계면활성제(Surfactants)가 사용된다.
   • 유화는 크림, 로션, 에센스와 같은 화장품 제형에서 필수적인 과정이다.
2. 가열 및 냉각 (Heating and Cooling)
   • 특정 원료는 가열해 녹인 후 혼합하거나, 냉각 과정에서 안정성을 유지하도록 설계된다.
3. 균질화 (Homogenization)
   • 혼합물을 균일한 입자 크기로 분산시키기 위한 과정으로, 제품의 사용감을 향상시키고 유효 성분의 흡수를 돕는다.
4. 충전 및 포장 (Filling & Packaging)
   • 제조된 화장품은 멸균 처리 후 튜브, 병, 용기에 충전된다.
   • 포장 단계에서는 산소 차단 포장(Oxygen Barrier Packaging), UV 보호 포장이 사용되기도 한다.

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6. 화장품의 안정성 평가

화장품의 안정성 평가(Stability Testing)는 제품이 시간이 지나도 효능과 안전성을 유지할 수 있는지를 확인하는 중요한 과정이다.

이미지출처_Accelerated Stability Testing: Guide for Lasting Cosmetics

A. 안정성 평가 항목

1. 물리적 안정성 (Physical Stability)
   • 색상(Color), 냄새(Odor), 제형(Consistency)의 변화를 확인한다.
   • 시간이 지나도 제품의 외형적 특성이 변하지 않는지 테스트한다.
2. 화학적 안정성 (Chemical Stability)
   • 유효 성분이 시간이 지나도 일정 농도를 유지하는지 확인한다.
   • pH 변화, 산화(Oxidation), 가수분해(Hydrolysis) 테스트가 포함된다.
3. 미생물학적 안정성 (Microbiological Stability)
   • 화장품이 미생물에 의해 오염되지 않도록 항균제와 방부제의 효과를 테스트한다.
   • 일반적으로 미생물 검사(Microbial Test), 보존력 시험(Preservation Efficacy Test, PET)이 시행된다.
4. 온도 변화 테스트 (Temperature Cycling Test)
   • 극한의 온도 환경(고온, 저온)을 번갈아 노출해 제품의 안정성을 확인한다.
   • 4°C, 25°C, 40°C에서 3개월~6개월간 변화를 모니터링한다.
5. 자외선 노출 테스트 (UV Stability Test)
   • 자외선에 노출될 경우 색상이나 성분이 변질되는지 확인한다.

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B. 안정성 평가의 중요성

안정성 평가를 통해 제품의 사용 안전성과 소비자 신뢰를 확보할 수 있다.

 

• 변색, 변질 방지: 시간이 지나도 제품의 색상과 향이 유지된다.
• 효능 유지: 유효 성분이 손실되지 않고 지속적으로 효과를 발휘할 수 있다.
• 소비자 안전 보장: 미생물 오염 및 부작용 발생을 최소화한다.

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C. 자주 발생하는 안정성 문제

1. 분리 현상 (Phase Separation)
   • 수성 원료와 유성 원료가 분리되며 제형이 무너지는 현상이다.
2. 산화 변질 (Oxidation)
   • 비타민 C, 토코페롤과 같은 항산화 성분이 산소와 반응해 변질될 수 있다.
3. 미생물 오염 (Microbial Contamination)
   • 방부제가 부족하거나 외부 오염에 노출될 경우 미생물 증식이 발생할 수 있다.

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<출  처>

 

27 Water-Based Beauty Products For The Driest, Thirstiest Skin

 

 

Oil Based Natural Antioxidant Preservative Made from Organic Ingredients

 

 

The Only Brand Making Cosmetics with Ginger Water | HANAMOA

 

 

Functional Cosmetics Market In China

 

 

Colour Cosmetics - MSCR

 

 

 

What is the Process of Emulsification?

 

 

Accelerated Stability Testing: Guide for Lasting Cosmetics