이트 수지상 돌기부분의 케라티노사이트로의 함몰 (exocytosis)이 그것이다.
맺음말
화장품 산업은 산업규모나 국가경쟁력 등을 감안할 때 정밀화학 산업중 의약품 산업 다음으로 큰 산업 분 야로서 의약품과는 달리 적은 집중 투자로서 경쟁력 을 가져올 수 있는 산업분야이지만, 의약품과는 달리, 약학대학 등을 통한 전문인력 양성기관도 없고 또한 정부기관 내에서도 화장품산업의 발전을 다룰 수 있 는 부서도 없는 실정이다. 이러한 시점에서 화장품 산 업분야의 기초 및 응용연구에 연구비를 투자함으로서 국제경쟁력을 키워 나갈 수 있도록 하여야 할 것이다.
미백 기능성화장품의 개발 소재들은 주로 티로시나 제의 억제, 항산화제에 의한 환원작용, 멜라닌의 전이 억제기작 등으로 다원화되었으나, 기대하였던 것에
비하여 효과가 크지 못한 것이 현실이다.
최근 멜라닌세포의 생물학적 조절에 대한 연구가 진행됨에 따라 멜라닌세포와 멜라닌세포의 주위환경 의 조절에 의하여 멜라닌생산을 조절하려는 노력이 시작되고 있고, 기능성화장품 특허 현황이나 승인현 황을 보더라도, 화장품 소재분야에 있어서 2004년부 터는 천연물을 이용한 surfactant, preservative, 색소, 향 등의 개발이 활발해지고, 새로운 미백제들이 생약 성분으로부터 또는 합성법으로 계속 개발되어지고 있 는 것으로 보인다.
따라서 피부 세포간 상호 정보전달과정에 포함되는 미백 신소재 개발이 추진 중이며 이는 앞서 언급한 피 부미백 기작에 근거한 목표물에 관련된 소재의 멜라 닌 생성억제제로서 미지의 가능성을 갖는 새로운 미 백화장품의 미래를 기대 할 수 있을 것이다.
김 태 성
Cognis Korea, [email protected]
서언
퍼스널 케어용품(personal care product)이란 사람 의 머리끝부터 발끝까지 인체의 모든 부분에 대하여 청결하고, 건강하며, 아름답도록 관리하는 것을 목적 으로 피부 또는 모발의 표면에 직접 사용되는 제품을 말하며, 적용하는 부분에 따라 얼굴과 바디를 포함한 피부용과 모발용으로 나뉘어 질 수 있다. 우리나라의 약사법에서 정의하는 퍼스널 케어용품은, 사람의 신 체를 청결히 하고, 미화하고, 매력을 증가시키고, 용모 를 변화시키고, 또는 피부 혹은 모발을 건강하게 유지 하기 위하여 신체에 도포, 산포, 기타 이들에 유사한 방법으로 사용되는 것을 목적으로 인체에 대한 작용 이 완화된 것을 말한다라고 정의되어 있다. 현재 약사
법에서 분명히 하고 있는 것은, 퍼스널 케어제품은 의 약품과 다르고, 건강한 사람을 대상으로 하여 인체를 청결히 유지한다는 위생적인 면과 아름답게 하는 것 이 목적이며, 일상 생활에서 매일 또는 장기간에 걸쳐 사용되기 때문에 모든 조건을 고려하여 사용상 안전 해야 하며, 부작용은 허용되지 않는다.
피부용 제품은 주로 고형 및 액상의 오일성분, 분체 (색조화장품의 경우), 계면활성제(유화제, 가용화제, 분산제 등), 보습제, 점증제, 향료, 정제수, 기타 유효 성분으로 구성되어 있으며, 사용되는 화합물의 종류, 함량, 그리고 제조하는 기술에 따라 다양한 제형과 사 용감을 갖는 제품이 탄생하게 된다. 즉, 피부와 모발에 대한 새로운 생리 활성 현상들이 밝혀지고, 제품이 사
용되는 사회적 환경이 시대에 따라 변하여, 다양한 종 류의 원료와 제조기술이 등장하게 되었다. 피부용 제 품으로는 그 사용 목적에 따라, 기초 퍼스널 케어 제 품은 세정, 정돈, 보호로 구분되며, 메이크업 퍼스널 케어제품은 베이스 메이크업, 포인트 메이크업으로 나뉘어진다.
피부와 관련된 최근의 주요 연구방향으로는 주름 개선(collagen 합성, 촉진, 물질, 개발 등), 고보습 (ceramide 또는 lamellar liquid structure 개발 등), 항노화, 미백(멜라닌 생성, 억제, 성분, 개발 등), 자외 선 차단(유기 및 무기 차단제, tanning제 등) 등이 있 다. 기존의 주름 효능 성분의 개발방향은 주로 피부 진피층의 구성성분인 콜라겐이나 엘라스틴 등을 화장 품 제품에 포함하여 부족한 부분을 보충해주는 개념 으로 적용되었고, 미백 효능 성분도 생성된 멜라닌을 직접 환원시키는 기능이 있는 원료를 첨가하여 미백 효과를 기대하는 방향으로 적용되었으나, 최근에는 분자생물학과 세포생물학적인 학문과 밀접하게 관련 되어, 주름 효능 성분은 피부 구성성분의 대사를 활발 히 함으로써 주름 개선 효과를 기대하는 방향으로 개 념이 옮겨지고 있으며, 미백원료 분야에서도 멜라닌 을 직접 환원시키는 것 외에 멜라닌생성에 관여하는 효 소 의 작 용 을 저 해 하 거 나 세 포 의 signal transduction을 방해하는 antagonist 등을 이용하여 전사(transcription)단계나 번역(translation)단계에 작용하여 멜라닌 생성을 억제하는 방향으로 미백원료 개발이 이루어지고 있다. 항노화 개념은 주로 생체내 의 free-radical이 노화를 유발한다는 이론에 근거하 여 free-radical scavenger의 기능을 가지는 원료를 화장품에 적용하는 방법으로 이루어지고 있다. 이들 은 피부에 직접 작용하기 때문에 피부에 대한 높은 안 전성이 우선적으로 요구되고 있다.
제조기술 면에서는 1950년대의 HLB(hydrophilic- lipophilic balance) 이 론 에 서 부 터 PIT(phase inversion technology), cold process emulsification, D-phase emulsification, EIP(emulsion inversion
point), 그리고 최근의 high pressure를 이용한 nano- emulsion 및 liposome 제조에 이르기까지 다양한 기 술이 개발되었고 이러한 기술이 차별화된 사용감과 제형으로 완성되기 위해서는 이에 적합한 신규 원료 (오일, 계면활성제, 점증제 등)들이 다시 개발됨에 따 라 제조기술과 원료는 상호 불가분의 관계를 이루며 함께 발전해 왔다.
모발용 제품은, 대표적인 컨디셔닝(conditioning) 샴푸의 경우, 주세정제, 보조세정제, 펄제(pearlizer), 증점제, 실리콘 오일 및 왁스, 향료 등으로 구성되어 있다. 샴푸가 rinse off 제품이고 사용되는 곳이 머리 로 한정되어 있기 때문에, 샴푸용 원료는 피부용 원료 만큼 다양하게 발달되지는 못하였으며, 최근의 주요 연구 방향으로는 컨디셔닝 및 보습 효과 증대, damage care, easy styling, volume up/down, scalp care 등 이 있다.
개발동향
1) Emulsifier in Skin
유화제의 역할은 서로 섞이지 않는 유상(oil phase) 과 수상(water phase)의 표면자유에너지를 줄여 줌 으로써 오일 성분과 수용액의 혼합물이 미세한 형태 로(emulsion) 서로 혼합되어 그 상태를 오랫동안 유 지하도록 하는 것이다. 이런 점에서 특정오일에 대한 적당한 유화제의 선택은 매우 중요하며, 안정한 유화 시스템을 개발하기 위해서는 많은 실험과 노력이 요 구된다.
피부용 유화제(emulsifier)는 기본적으로 피부에 대 한 저자극성과 적합한 유화성능을 가져야 하기 때문 에, 일반적으로 소수성 부분은 식물성 오일 성분이 친 수성 부분은 ethylene oxide, polyhydroxyl group과 같은 비이온계가 주류를 이룬다. 일반적으로 널리 사 용되고 있는 유화제로는 glyceryl mono-/di- fatty acid ester, sorbitol fatty acid ester, polyglycerine fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, sugar ester
등이 있다. 단백질의 주요 구성 성분인 amino acid를 친수성 그룹으로 갖는 유화제(sodium stearoyl glutamate)는 소량으로도 뛰어난 유화성능을 나타내 지만, 분자의 이온성이 음이온성이기 때문에 민감한 피부의 경우에는 자극성을 유발할 수도 있다. 특히, 인 지질유래의 유화제는 피부친화도가 우수하다는 장점 때문에 처방에의 적용 검토가 많이 이루어지고 있지 만, 용해도가 낮은 점, 경시에 따라 냄새 발생 문제 때 문에 쉽게 적용하기에는 어려움이 있다.
비이온계 유화제의 경우, 최근에 개발된 sucrose polystearate는 sucrose와 stearic acid의 탈수반응에 의해 얻어지는데, sucrose 한 분자당 다수의 stearic acid가 결합된 혼합물로써 존재한다. 얻어진 화합물은 친수성 성분이 polyhydroxyl group으로 비이온성이 며 석유계인 ethylene oxide계가 아니기 때문에 피부 에 대한 자극성이 매우 낮다. Sucrose polystearate는 적당한 크기의 친수성 그룹과 복수의 소수성 부분을 가져 구조적으로 liquid lamellar structure를 매우 용 이하게 형성한다[그림 1]. 형성된 liquid lamellar structure는 emulsion의 상 안정성을 향상시키고, 피 부에 대해 우수한 보습 및 수분 유지효과를 나타낸다 는 것이 가장 큰 특징이다. 또한, 전문 panelist를 대상 으로 실제의 사용감을 측정하는 sensory assessment 를 실시하여 통계처리 한 결과, 피부에 대한 softness 와 smoothness 향상 효과가 매우 우수하였으며, 다양 한 오일과 증점제의 조합에 따라 다양한 제형을 갖는 제품을 개발할 수 있기 때문에 얼굴용 제품 뿐만 아니 라, 바디용, 유아용, 남자용, 썬 제품에 이르기까지 다 양한 분야에 적용 될 수 있다.
2) Consistency Wax in Skin
Emulsion 제품에서 제품의 점도는 소비자의 사용 편의성을 증대 시키기도 하지만, 제품의 보존 안정성 유지에도 중요한 역할을 하기 때문에 적당한 점도를 일정 기간 동안 유지하는 기술은 매우 중요하다.
O/W emulsion에서 일반적으로 사용되는 증점제
(consistency wax)에는 glyceryl mono fatty acid ester, fatty alcohol, ester wax 그리고 paraffin wax 와 같은 화합물이 있는데, 이들은 증점 효과 뿐만 아 니라 emulsion의 탄력, 점도, 안정성, 사용감 등에도 큰 영향을 미친다.
최 근 에 개 발 된 pentaerythrityl distearate는 pentaerythritol과 stearic acid를 1대 2로 반응시켜 얻 어지는 화합물로써, 한 분자 안에 각각 두개의 hydroxyl group과 stearyl group이 구조적 대칭을 이 루고 있음으로써 증점 효과와 더불어 매우 안정한 emulsion을 형성한다. 유화제로 ceteareth-20을 사용 했을 때, pentaerythrityl distearate는 가장 일반적으 로 사용되고 있는 glycerly monostearate와 cetearyl alcohol보다 높은 증점 효과를 보였으며, 12주 동안 실 온 보관시에도 상 분리가 관찰되지 않았다. 또한, glycerly monostearate와 혼합 사용시, glyceryl monostearate 단독의 경우보다 높은 점도를 보여 증 점 효과 뿐만 아니라 기존의 화합물과의 상용성도 우 수하다는 것을 알 수 있다[그림 2].
한편, pentaerythrityl distearate는 음이온성 유화제 인 sodium stearoyl glutamate 계에서도 비이온성 EO계인 ceteareth-20의 경우와 마찬가지로 우수한 증점 효과와 유화 안정성을 보여줌으로써 다양한 유 화 시스템에서 응용 가능하다는 장점을 가지고 있다.
그림 1. Sucrose Polystearate로 제조한 O/W Emulsion에서
나타난 Liquid Lamellar Structure의 전자현미경 사진.
3) Wheat Protein in Hair
단백질(protein)은 오래 전부터 모발 제품에 사용 되어져 왔는데, 얻어진 단백질의 소스(origin), amino acid의 조성, 유도화의 방법, 분자량 등에 따라 다양한 용도를 갖게 되는데 그 중에서도 분자량은 매우 중요 한 요소이다. 즉, 높은 분자량의 단백질은 필름 형성성 (film forming property)이 우수하고, 보습 및 유연 효과가 우수하다. 중간 정도의 분자량을 갖는 단백질 은 상용성이 우수하고, 컨디셔닝 효과, 볼륨 업 (volume up) 효과가 우수하다. 분자량이 작은 단백질 은 침투성이 우수하기 때문에 모발 강화 효과, 보수 및 유지(reparing) 효과가 우수하다.
최근에 소개된 low molecular weight wheat protein hydrolysate(LM Wheat Protein)는 밀을 가 수분해해서 얻어지는 단백질로 평균 분자량이 약 500 dalton 정도인 microprotein이다. LM Wheat Protein 의 모발에 대한 침투성을 조사하기 위하여, 대표적인 반응성 형광물질인 fluoresceinisothiocyanate를 LM Wheat Protein에 존재하는 amine group과 반응시켜 LM Wheat Protein이 모발(hair tress)에 침투되는 정도를 편광 현미경(fluorescence microscopy)을 사 용하여 추적하였다[그림 3]. 그 결과, 처리 후 LM Wheat Protein은 모발 전체에 골고루 침투되어 있으
며[그림 3 (A)], 이를 자세히 보면[그림 3(B)], 모발 표면의 큐티클(cuticle) 사이사이에 균일하게 흡착하 고 있음도 알 수 있다. 모발 내부로 침투된 정도를 관 찰하기 위하여, 모발의 단면을 잘라 보면[그림 3(C)], 표면에서 내부 깊숙한 곳(cortex)까지 침투되어 있음 을 알 수 있다. 또한 침투되는 속도를 관찰하기 위하 여, 모발을 실험 용액에 5분간 적용한 뒤, 모발의 단면 을 관찰한 결과[그림 3(D)], 모발에 대한 흡착 속도 도 매우 양호함을 알 수 있었다. 이와 같은 실험을 통 하여, LM Wheat Protein는 그의 분자량이 작기 때 문에 침투 속도가 매우 빠르고 모발 깊숙한 곳까지 침 투가 용이하다는 사실을 보여 주었다.
다음에는 LM Wheat Protein의 모발 강화 효과를 조사하였다. 즉, 손상 모발을 만들기 위하여, 모발 (hair tress)을 3번 인위적으로 탈색시킨 뒤, LM Wheat Protein을 첨가한 제품과 첨가하지 않은 제품 으로 모발을 처리하고 모발의 무게를 측정한다. 자동 빗질기계(robotic combing machine)를 사용하여, 50 회의 빗질이 끝난 뒤, 모발의 무게를 측정하여 어느 정도의 모발이 빗질에 의해 없어졌는지를 평가하였다 [그림 4]. 그 결과, LM Wheat Protein으로 처리 한 경우가 하지 않은 것에 비해 80% 이상의 모발 손실 (Hair loss)을 방지할 수 있어, 모발 침투에 의한 모발 강화 효과가 매우 크다는 사실을 알 수 있었다.
그림 2. Pentaerythrityl Distearate와 Glyceryl Monostearate 의 혼합 비율에 따른 증점효과.
그림 3. LM Wheat Protein을 형광제와 반응시켜 모발에
적용한 편광 현미경 사진.
4) Wax Dispersion in Skin and Hair
Wax dispersion은 opacifier 또는 펄제(pearlizer)로 사용되어 shampoo나 body cleanser와 같은 제품의 외 관을 고급스럽게 바꾸어 줄 뿐만 아니라, wax의 종류, 입자의 크기, 분산제의 종류를 변화시킴에 따라 conditioning agent, skin sensory modifier와 같은 부가 적인 기능을 갖게 되어 다양한 제품에 적용할 수 있다.
Wax dispersion은 wax를 녹는점 이상으로 가열했 다가 냉각시키면서 적당한 분산제를 첨가한 제품으로, 형성된 wax입자의 크기에 따라 용도가 달라진다. 즉, 입자의 크기가 1µm이하 또는 2~4µm인 경우에는 외 관을 유액(milk phase)처럼 보이게 하는 opacifier로, 크기가 6~10µm 또는 12~16µm인 경우에는 제품의 외관에 광택을 부여하는 펄제(pearlizer)로 사용된다.
따라서, 입자의 크기 분포를 작게 그리고 일정하게 조 절하는 기술은 매우 중요하다. 또한 형성된 wax의 입 자는 실온에서는 물에 용해되지 않는 고체입자이기 때문에 적용된 제품에서 분산 안정성을 유지하는 기 술도 중요하다. 따라서 최근에 개발되는 wax dispersion은 미리 적당한 분산제로 wax입자를 분산 시켜 놓은 형태이기 때문에 사용이 매우 편리하고, 입 자 크기와 분포를 조절하기 위하여 완제품 생산시 고 온으로 재가열할 필요가 없어 이를 cold process라 하 며, 생산시간 및 에너지 절감 효과가 매우 우수하다.
최근에 개발된 PEG-4 distearyl ether는 두개의 stearyl alcohol이 polyoxyethylene group에 의해 연 결된 형태로 ether chemistry이기 때문에 일반적으로 ester group을 가진 화합물이 사용될 수 없는 높은 pH의 제품, 즉, soap based 제품, permanent 제품 등 에도 자유롭게 사용될 수 있다. 또한 분자의 중간에 존재하는 polyoxyethylene group은 물에 대하여 hydrogen acceptor로써 작용하여 PEG-4 distearyl ether의 물에 대한 분산성을 향상시키므로 제품에서 의 상 안정성이 우수하다.
PEG-4 distearyl ether의 conditioning 효과를 측정 하기 위하여, 현재 가장 범용적으로 사용되고 있는 ethylene glycol distearate(EGDS)와 함께 wet/dry combability를 측정하였다. 머리가 젖었을 경우와 말 랐을 경우 모두, PEG-4 distearyl ether가 ethylene glycol distearate보다 빗질에 필요한 일(residual combing work)이 낮음으로써 conditioning 효과가 우수하다는 것을 알 수 있다[그림 5].
한편, 제품 처리 후 건조 모발에 대하여, 전문 panelist를 대상으로 실제의 사용감을 측정하는 sensory assessment를 실시하여 통계처리한 결과[그 림 6], 기존제품의 사용감과 같은 경우를“0”이라 했 을 때, combability, softness, smoothness 등의 항목 그림 4. LM Wheat Protein의 빗질에 의한 모발 손실율
감소 효과.
그림 5. PEG-4 Distearyl Ether의 빗질에 필요한 일의 감 소 효과.
에서 기존 제품 대비 다르다는 것을 실제로 느낄 수 있었다. 따라서, wax dispersion은 opacifier/pearlizer 로써의 기능 이외에 conditioning agent, skin sensory modifier로써의 역할이 충분히 기대된다. 또한 이러한 사실은 적당한 크기를 가진 wax의 입자는 모발의 표 면에 효율적으로 흡착되어 코팅된다는 사실을 보여 주고 있으며, 이는 다시 모발의 repairing, protecting 효과 등으로도 연결될 수 있다.
5) Mild Surfactant in Skin and Hair
피부 및 모발용 계면활성제의 독성은 분자 자체의 독성, 피부 흡수의 용이성, 지질의 가용화 능력, 그리 고 생분해성 등에 의해 결정되는데, 피부에 대한 자극 성이 낮은 계면활성제를 개발한다는 것은 실제로 매 우 어려운 일이다. 그것은 계면활성제란 한 분자 안에 친수성과 소수성 부분을 동시에 가짐으로써 열역학적 인 관점에서 자발적으로 표면/계면의 표면에 흡착되 어 표면/계면의 성질을 극적으로 바꾸어 놓기 때문이 다. 즉, 이것은, 계면 활성은 분자의 구조적 특성에 의 존하는 것으로 분자가 흡착될 대상에 대한 분별력이 없음을 뜻한다. 따라서 이를 극복하기 위하여 특별한 관능기를 가진 계면활성제들이 다수 개발되어 적당한 계면 활성은 유지하면서, 인체에 대한 자극성은 최소 화하고자 하였다. 예를 들면, 소수성 부분은 석유계에
서 식물성계로 바뀐지 오래 되었으며, 친수성 부분은 sulfo succinate, 양쪽성 화합물인 betaine, 단백질 구 성 성분인 amino acid, glucose/sucrose와 같은 당류 계 화합물 등이 널리 사용되고 있다.
최근에 개발된 Laureth-7 Citrate는 lauryl alcohol ethoxylate와 citric acid를 반응시켜 얻어지는 화합물 로써 피부에 대한 자극성이 매우 낮은 것이 특징이다.
Citric acid는 natural alpha hydroxyl acid 중 하나로 moisturizing 효과와 anti-aging 효과가 우수한 것으 로 알려져, peeling agent로 오래 전부터 화장품에 적 용되어 왔으나, 피부에 대한 자극성이 크다는 문제점 을 가지고 있었다. 또한 citric acid는 알킬 사슬이 매 우 짧은 유기산의 일종으로 물에 대한 용해도가 뛰어 나 인체 세정제에 적용시, 피부에 효율적으로 흡착되 기 어려웠다. 이러한 citric acid가 비이온성 계면활성 제와 결합됨으로써 전체적으로 피부에 대한 자극성이 매우 낮으며, 계면활성제의 계면 현상에 의해 피부 표 면에 효율적으로 흡착할 수 있기 때문에 인체 세정제 에 적용 가능한 제품이 개발되었다.
Laureth-7 Citrate의 저자극성을 적혈구의 손상 정 도를 측정하는 red blood cell test를 사용하여 비교하 였다[그림 7]. Laureth-7 Citrate는 식품용 유화제인 sodium lauryl sulfate보다 낮은 자극성을 나타냈으며, 저자극성 계면활성제로 현재 널리 사용되고 있는 sodium sulfo succinate보다도 자극성이 낮음을 알 수 있다.
그리고, 처리 후 계란의 노른자가 충혈되는 정도를 조사하는 het-cam test에서도 Laureth-7 Citrate는 sodium laureth(2) sulfate보다 낮은 자극성을 보여 주어, red blood cell test에서와 같은 경향을 보여 주 었다. 성인 20명을 대상으로 실시한 patch test에서도, cocoamido propyl betaine, disodium cocoyl glutamate 대비 낮은 자극성을 나타냈으며, sodium laureth(2) sulfate와 혼합시, sodium laureth sulfate 의 원래 자극성을 약 반으로 줄여주는 효과가 확인되 었다. Laureth-7 Citrate는 음이온성 계면활성제임에
[easy] Combability 1.stroke [easy] Combability ends (1.stroke) [easy] Combability [easy] Combability of ends [low] Electrostatic charge [much] Smoothness [much] Smoothness of ends [much] Softness [much] Softness of ends [less] Residues on the hair [good] Tactile feel (hedonic) [good] Stylability
-1 -0.5 0 0.5 1
p-Value
>=0.1
<0.1
<0.05
<0.01
그림 6. 샴푸에 적용했을 때 PEG-4 Distearyl Ether의
Sensory Profile.
도 불구하고 실온에서 액상으로 존재함으로써 사용이 편리하며, 오일과의 혼합성이 매우 우수하기 때문에 샴푸 및 바디용/얼굴용 세안제 뿐만 아니라, water free 컨셉의 shower/bath oil 같은 특수 세안제로의 응용도 기대된다.
Mild surfactant의 또 다른 예로, lauryl glucose carboxylate를 들 수 있다. Lauryl glucose는 alkyl polyglucose의 한 종류로 alkyl polyglucose는 당류계 계면활성제의 대표적인 예로 현재 저자극성 인체 세 정제에 폭 넓게 사용되고 있다. alkyl polyglucose는 소수성 부분 뿐만 아니라, 친수성 부분까지도 옥수수 전분에서 얻어지는 당(glucose)을 사용하고 있기 때 문에, 매우 환경/인체 친화적이라고 말할 수 있다. 또 한, 당은 다수의 hydroxyl group이 일정한 간격으로 환상구조를 이루고 있기 때문에 친수성 부분이 다른 비이온성 계면활성제(ethylene oxide계)에 비해 매우 컴팩트하다. 이로 인해 alkyl polyglucose는 천연소재 로만 이루어졌음에도 불구하고 계면활성 및 기포력이 매우 우수하여, 차세대 계면활성제로 각광을 받고 있다.
한편, alkyl polyglucose는 구조적으로 다수의 hydroxyl group을 가지고 있기 때문에 이를 바탕으로 다수의 유도체 개발이 가능하다. 즉, quaternarization, glyceryl etherification, ethoxylation, sulphonation,
phosphation, esterification 등 거의 모든 유도체를 제 조할 수 있어 다양한 용도에 맞는 환경 친화적인 계면 활성제를 개발할 수 있다. 그러나 실제로 공업적/경제 적으로 실현 가능한 유도체를 찾는 것은 쉬운 과정이 아니기 때문에, lauryl glucose carboxylate는 유도체 개발에 있어서 매우 성공적인 예라 할 수 있겠다.
Lauryl glucose carboxylate는 제 조 된 alkyl polyglucose와 sodium monochloroacetate를 반응시 켜 얻어지는 화합물로 비이온성이었던 alkyl polyglucose를 음이온성으로 바꾸어 주게 되는데, 이 때 반응은 수용액 상에서 일어나기 때문에 제조 과정 도 매우 환경 친화적이다.
얻어진 화합물은 기본적으로 부모 격인 alkyl polyglucose와 유사한 계면활성을 보여 주는데, 그 중 에서도 기포력을 다른 계면활성제와 비교하여 [그림 8]에 나타내었는데, lauryl glucose carboxylate는 laureth sulphate와 amido propyl betaine과 비슷한 정도의 우수한 기포력을 보였다.
Ethylene oxide계 비이온성 계면활성제는 일반적 으로 기포력이 매우 낮다. 그 이유는 polymerized된 ethylene oxide는 음이온성 계면활성제 대비 친수성 이 그리 강하지 않고, 존재하는 친수성 대비 부피가 너무 커서 표면에서의 소수성 부분의 컴팩트한 배향 (orientation)을 방해하기 때문이다. 이에 비해 alkyl polyglucose의 hyroxyl group은 hydrogen donor로도 작용하기 때문에 매우 강한 수소결합(hydrogen bonding)을 할 수 있고 구조적으로 환상을 이루고 있 기 때문에 친수성 부분의 부피가 작아 기포력이 우수 하다. 그러나 alkyl polyglucose의 친수성 부분의 부피 는 아직도 음이온성 계면활성제 보다는 더 크기 때문 에 음이온성 계면활성제와 같은 기포력을 보이지는 못한다. Alkyl polyglucose의 기포력이 다른 음이온성 계면활성제에 비해 낮게 나타난 [그림 8]의 결과는 이러한 설명을 뒷받침해 준다.
또한, lauryl glucose carboxylate는 음이온성 계면 활성제임에도 불구하고, mucus membrane com-
그림 7. Red Blood Cell Test에 의한 Laureth-7 Citrate의
저자극성.
patibility, red blood cell test나 patch test에서 alkyl polyglucose와 동등 이상의 저자극성을 보여 주기 때 문에, 이를 바탕으로 저자극성의 sulfate free 컨셉을 가진 다양한 인체 세정제로의 응용이 기대된다.
결언
지금까지 피부용 및 모발용 제품에 사용되기 시작 한 중요한 신규 소재들의 특징을 살펴 보았다. 그 결 과, 퍼스널 케어용 신소재의 개발 동향은 인체 저자극 (mildness/low irritation), 고기능(high performance), 다기능성(multi function), 차별화된 사용감(spe- cialized sensory profile)으로 요약될 수 있다. 이러한 경향은 비단 퍼스널 케어용품에만 국한되는 현상은 아닐 것이며, 백색가전, IT, 식품, 화학 등 소비자와 인 접한 모든 산업현장에서도 관찰할 수 있다. 즉, 이러한 동향은 현 사회를 구성하고 있는 소비자의 요구
(needs)를 반영한 것이다. 이와 같은 방향은 향후 통 신 산업의 발달에 따라 더욱 심화/확산될 것으로 생 각되는 한편, 소비자의 다양한 요구(needs)가 표면화 되고 서로 쉽게 공유됨에 따라 지금까지 시장 규모가 매우 작았던 Niche 시장도 점차 성장할 것으로 추정 된다.
이외에도 많은 식물 추출물(botanical) 또는 active ingredient가 소개되고 있는데, 이들은 피부용 및 모발 용 제품의 구성 요소 중에서 유효성분으로 분류 될 수 있는 것으로 제품의 컨셉과 장르를 결정하는데 매우 중요한 역할을 한다. 이들 관련 최신의 연구 동향으로 는 , anti-aging, moisturizing, whitening, anti- wrinkle, protection of stress/pollution/ damage/UV, anti-dandruff, anti-hair loss 등으로, 앞으로도 다양 한 소비자의 요구(needs)에 부응하기 위하여 다양한 신규 소재들이 지속적으로 개발될 것으로 생각된다.
