화장품 제조 실습

화장품 제조 실습

 

1. 가용화 제품

(1) 화장수

화장수의 기본 기능은 각질층에 수분과 보습 성분을 공급하고 유연, 수렴 등의 목적에 따라 필요한 성분을 배합한다. 화장수는 대부분 70~80%의 물에 에탄올과 글리세린 등의 보습제를 첨가하는 점은 공통이지만 유연 화장수는 피부에 유연성을 부여하기 위해 실리콘 오일 등이 첨가되며, 수렴 화장수는 수렴성을 부여하기 위해 에탄올의 양이 약간 많고 탄닌 성분이 함유된 위치하젤 추출물 등이 첨가된다.

화장수의 일반적인 제조방법은 정제수에 보습제를 첨가하고 기타 수성성분을 용해하여 수상으로 한다. 그 다음, 유연 성분, 계면활성제를 에탄올에 용해하여 알코올상을 만들고 이미 만들어진 수상에 알코올상을 혼합하여 투명하게 녹인다. 최종적으로 색소를 가해 조색하면 투명한 화장수가 얻어진다. 알코올이 없는 화장수를 제조할 때는 유성 성분을 가용화제와 함께 가온하면서 용해시키면 투명한 화장수가 얻어진다.

또한 반투명의 유연 화장수는 실리콘 오일을 알코올상에 소량 가한 후 수상에 천천히 혼합하면 된다. 반투명 유연화장수는 계면활성제의 종류와 제조 방법에 따라 반투명의 정도가 달라지기 때문에 많은 주의가 필요하다.

 

(2) 클렌징 워터

클렌징 워터의 성분은 세정 작용을 할 수 있는 계면활성제, 보습 작용을 하는 글리세린과 프로필글라이콜 등의 폴리올 및 용제로서 에탄올이 사용되고 있다. 일반 화장수에 비해 계면활성제와 에탄올의 배합량을 높여 세정 효과를 높인 것이 특징이며 화장수와 동일한 방법으로 제조된다.

 

(3) 팩

팩의 주요 성분으로는 피막형성제, 보습제를 기본으로 하여 에탄올, 계면활성제 등이 배합되어 있다. 또한 팩 제품은 성상에 따라 필 오프 타입, 워시 오프 타입, 티슈 오프 타입 등이 있는데 필 오프 타입은 피막형성제로 폴리비닐알코올 등의 합성고분자와 셀루로오즈계 반합성 점액질이 사용되고 있다.

 

(4) 에센스

에센스는 투명한 점액성의 스킨 타입, 로션 타입, 크림 타입, 젤 타입 등이 있으나 이중 투명한 점액성의 스킨 타입이 일반적으로 많이 사용된다. 제조 방법은 화장수의 제조 방법과 유사하지만 점성을 부여하기 위해서 점증제를 사용하며, 보습제와 각종 영양 물질들이 많이 함유되어 있다. 에센스는 화장수와 마찬가지로 대부분 실온에서 제조한다. 따라서 특히 세균의 오염 등에 유의할 필요가 있다. 제조 방법을 보면, 먼저 정제수를 저어주면서 카르복시비닐폴리머 등의 고분자 물질을 조금씩 첨가하여 잘 분산시키고, 여기에 수성 성분을 혼합하여 수상을 만든다. 에탄올에 방부제, 항료, 계면활성제 등의 유성 성분을 가하고 투명하게 녹여 알코올상을 만든다. 수상을 교반하면서 여기에 알코올상을 서서히 첨가하고 골고루 섞은 다음 알칼리제를 가한다. 최종적으로 색소를 첨가하여 조색한다.

 

< 에센스 제조 >

가. 원료 계량 작업

① 알코올 용해성 원료인 에틸 알코올, 가용화제, 방부제 등은 각각 따로 계량한다.

② 수용성 성분과 정제수는 혼합 탱크에 자동 주입이 되도록 한다.

③ 향, 색소, 기타 유용성 활성 성분은 별도로 계량한다.

 

나. 분산 작업

실온에서 별도의 탱크에 정제수 일부를 넣고 아지 믹서로 교반하면서 점증제를 서서히 넣어 엉기지 않도록 골고루 분산한다.

 

다. 용해 작업

① 첨가되는 원료 중 알코올 용해성 원료를 에틸 알코올과 함께 넣고 아지 믹서를 교반하여 완전 용해 시켜 알코올상을 만든다.

② 혼합 탱크에는 정제수와 수용성 성분을 넣고 아지 믹서를 교반하여 수상을 완전히 용해시킨다.

 

라. 가용화 작업

① 혼합 탱크의 수상을 아지 믹서로 교반하면서 서서히 점증제 분산액을 넣는다.

② 가용화전 혼합 탱크는 진공상태에서 아지 믹서를 교반하면서 알코올상을 서서히 넣고 10분 동안 장치에서 가용화한다.

 

마. 여과 및 저장 작업

냉각된 반제품은 여과 장치를 통과시켜 이물질을 제거한 후 저장 용기에 담아 실온에 보관한다.

 

 

 

2. 유화 제품

(1) 크림

크림은 기초 화장품 중에서 유성 성분의 함량이 가장 많은 유화 제품이다. 주요 성분으로 유성 성분, 지방산, 계면활성제, 알칼리제가 있으며 이외에 사용 목적에 따라 보습제 등이 추가로 배합된다. 크림은 유동성이 없고 점성이 높기 때문에 안정한 유화 상태를 얻을 수 있으며 제조 방법에 따라 O/W형과 W/O형 등 다양한 유화 제품이 만들어진다. 마사지 크림, 클렌징 크림과 같이 유성 성분이 많은 경우는 W/O과 O/W형 모두 제조 가능하지만, 유분이 적은 영역에서는 이와 같은 자유로운 선택이 불가능하여 거의 O/W형으로 한정되어 있다. 지방산으로는 스테아린산이 일반적으로 가장 많이 쓰이며, 알칼리제로는 트리에탄올아민(TEA)가 주로 사용된다. 트리에탄올아민은 다른 알칼리에좌 비교하여 피부 친화성이 있어 크림의 사용감을 좋게 해주지만, 트리에탄올아민을 알칼리로 사용한 크림은 햇빛에 오랫동안 노출되었거나 보관했을 때, 크림의 pH가 서서히 상승하여 착색하는 단점이 있다. 따라서 최근에는 스테아린산의 양을 줄이고 비이온계면활성제를 혼합하여 사용하고 있다.

 

(2) 로션

로션은 화장수와 크림의 중간적 성격을 가지는 것으로 크림에 비해 유동성을 가지고 있으며 유성 성분의 배합량이 적다. 사용되는 성분은 크림과 비슷하나 유화의 안정성을 높이기 위해서 점액질을 첨가해주는 것이 큰 차이점이다.

 

< 로션 제조 >

가. 운전 준비 점검

① 기계 주변을 정리, 정돈하고 각 탱크의 믹서 회전수 및 스팀 작동 상태를 점검한다.

② 각 부분의 회전수 및 베어링을 점검하여 주유한다.

③ 각 파이프 라인을 점검하여 이음새에서 원료가 새는 곳을 미리 예방한다.

④ 진공 펌프를 작동하여 혼합 탱크가 진공 상태일 때 공기가 새는 것을 점검하고 압력 게이지의 작동 여부를 점검한다.

⑤ 냉각기의 냉매량을 점검하고 냉각 설정 온도의 일치 여부를 확인한다.

⑥ 내용물을 이송하는 로터리 펌프와 여과 장치의 필어 상태를 점검한다.

⑦ 각 부분의 안전 장치를 확인하고 기계의 내부 및 주위를 먼저 살핀 후에 스위치를 'ON'한다.

 

나. 원료 계량 작업

① 유성 성분 중 오일류, 왁스류, 계면활성제, 점증제 분말은 각각 따로 계량한다.

② 수성 성분과 정제수를 혼합 탱크에 투입한다.  

③ 향, 색소, 기타 유용성 활성 성분은 별도로 계량하여 보관해 둔다.

 

다. 유상 제조 작업

① 용융 탱크에 유상 원료 중 고형 원료를 넣고 온도(70~75℃)를 올린 후 아지 믹서(agi mixer)를 150rpm속도로 교반하여 용해시킨다.

② 유상 원료 중 오일류를 넣고 온도(70~75℃)를 올린 후 아지 믹서를 150rpm을 교반하여 완전히 용해시킨다.

③ 1차 유화 직전에 계면활성제와 유용성 활성 성분을 넣고 용융 상태를 확인한다.

 

제조량 (kg)	시간 (분)
100	20
500	30
3,000	50
6,000	90

<유상 조제 작업시 제조량에 따른 교반 시간>

 

 

라. 분산 작업

① 혼합 탱크에 정제수를 투입한 후 실온에서 아지 믹서와 호모 믹서를 교반하면서 수용성 원료들을 넣고 파우더 원료들은 정제수 일부에 습윤 후 투입한다.

② 별도의 분산조에 시온에서 정제수 일부를 넣고 아지 믹서를 제조량에 따른 교반 시간에 맞춰 교반하면서 점증제를 서서히 넣어 엉기지 않도록 골고루 분산한다.

③ 혼합 탱크에 수용성 성분의 온도(50℃)를 올리면서 호모 믹서를 작동한다.

④ 혼합 직전에 중화제를 넣는다.                

 

제조량 (kg)	시간 (분)
100	30
500	50
3,000	90
6,000	120

<분산 작업시 제조량에 따른 교반 시간>

 

마. 유화 작업

① 혼합 탱크의 수상 온도를 50℃까지 올리면서 호모 믹서를 약하게 회전(1,800rpm)시킨다.

② 유화 전 혼합 탱크는 진공 상태로 수상의 온도는 75~80℃유지, 아지 믹서의 교반은 100rpm, 호모 믹싱은 3,600rpm으로 고속 회전하면서 유상을 200메시(mesh)로 여과하여 서서히 넣으면서 유화를 한다.

③ 계속해서 내용물을 유화하면서 추가로 점증제 분산액을 넣어 내용물에 따른 조건에 따라 유화를 한 후 1차 유화를 끝마친다.

④ 1차 유화 후 색소, 향, 기타 활성 성분을 넣고 계속해서 2차 유화를 한다.

 

제조량 (kg)	시간 (분)
100	3
500	4
3,000	5
6,000	7

<1차 유화 시 제조량에 따른 유화 시간>

 

제조량 (kg)	시간 (분)
100	3
500	5
3,000	10
6,000	15

<2차 유화 시 제조량에 따른 유화 시간>

 

바. 탈기 작업

① 유화가 끝난 후 내용물의 기포를 제거하기 위해 혼합 탱크를 진공 상태로 만든다.

② 진공 펌프를 작동하여 혼합 탱크의 내부 상태를 진공으로 걸었다가 바람을 빼는 식의 반복된 연속적인 동작으로 10분 동안 탈기를 한다.

 

사. 냉각 작업

혼합 탱크의 내용물을 플레이트 냉각기로 통과시켜 28~30℃까지 냉각시킨다.

 

아. 여과 및 저장 작업

냉각된 반제품은 200메시의 여과망에 통과시켜 이물질을 제거한 후 저장 용기에 담아 실온(25℃)에 보관한다.

 

 

3. 분산 제품

1) 파우더

파우더에는 화장을 할 때 매끄럽게 발려지는 탈크(talc), 카올린(kaolin)이 다량 배합되며, 커버력을 높이기 위해 이산화티탄(titanium dioxide), 산화아연(zinc oxide), 탄산칼슘(calcium carbonate)과 같은 백색 안료가 함께 배합된다. 또한 이들 무기안료의 부착성을 증가시키기 위해서 스테아린산 마그네슘 등의 금속 비누가 첨가되며, 착색 안료는 아주 적게 사용된다. 페이스 파우더와 콤팩트 파우더는 기본적인 성분이 거의 같지만, 콤팩트 파우더는 고형 상태로 압축 성형하기 위해 유동 파라핀과 합성 에스테르유가 결합제로 5%정도 첨가된다.

 

2) 파운데이션

파운데이션은 물과 오일이 유화된 에멀전에 안료가 분산되어 있는 유화 타입과 오일에 직접 안료가 분산된 비유화 타입으로 나눌 수 있다. 유화 타입에는 리퀴드 파운데이션, 크림 파운데이션 등이 있고, 이들은 유화 형태에 따라 O/W형과 W/O형으로 구분할 수 있다. 비유화타입에는 안료를 오일에 분산시켜 고체 상태로 만든 것으로 컨실러, 스킨커버 등이 있다. 또 안료에는 소량의 오일을 스프레이 한 후 압축 시켜 고체 상태로 만든 것으로 파우더 파운데이션과 트윈 케이크가 있다.

 

3) 립스틱

립스틱은 주로 오일이나 왁스 등의 유성 성분과 적색 산화철, 레이크, 유용성 염료 등의 색소를 사용하여 만든다. 립스틱의 제조에 있어 안료와 레이크는 반드시 유성 성분에 섞어 3단 롤밀(roll mill)로 잘 분쇄하고 혼합해주어야 한다. 분쇄와 혼합이 불충분하면 제조 과정 중에 색상의 차이가 나타날 수 있다. 충분히 분쇄하고 혼합된 상태에서 항료를 가한 후 성형기에 붓고 급속 냉각시키면 수축되면서 굳어져 쉽게 성형기에서 립스틱이 떨어져 나온다. 

 

< 트윈 케이크 제조 >

가. 원료 계량 작업

색소는 조색 데이터에 준하여 계량하고 그 외 원료는 제조 지시서와 동일하게 계량하되 색소, 결합제, 그 외 원료로 구분하여 계량한다.

 

나. 혼합 작업

원료(분말상 원료, 색소류)를 혼합기에 투입하여 30분간 혼합한다.

 

다. 분쇄 작업

혼합한 내용물을 분쇄기로 2회 분쇄한 후 다시 혼합기에 투입한다.

 

라. 결합체 제조 작업

원료(오일류)를 스팀 이중 탱크에 투입하여 80~90℃까지 온도를 상승시킨 후 방부제를 투입하여 호모 믹서를 사용하여 완전 용해시킨다.

 

마. 결합체 분무 및 혼합 작업

제조된 결합체를 여과(20mesh)하여 일정 용기에 담은 후(80~85℃ 유지) 스프레이 건을 이용하여 내용물을 분무하면서 혼합시킨다. 향도 같은 방법으로 분무한 후 1회 분쇄한다.

 

바. 조색 작업

내용물을 소량(2~3kg) 분쇄하여 표준품과 색상을 비교한다. 색상차가 있을 경우 예상량의 색소를 소량 채취한 후 내용물과 혼합, 분쇄한 후 다시 소량 채취하여 색상을 비교한다. 색상이 맞을 때까지 이 과정을 반복한다.

 

사. 분쇄 및 저장 작업

색상이 맞으면 내용물을 1회 분쇄하고 300메시 여과체로 여과한 후 성형한다.

 

아. 성형작업

① 접시 투입: 접시 자동 투입기에 접시를 넣는다.

② 내용물 투입: 호퍼에 내용물을 투입한다.

③ 성형: 호퍼를 통과하여 접시에 채워진 내용물을 펀치로 찍어 규격 경도에 맞게 성형한다.

④ 공기 샤워(air shower): 성형된 내용물이 컨베이어를 통과하면서 공기 샤워를 하면서 잔여 내용물을 흡인한다.

⑤ 반제품 정리: 성형 박스에 가지런히 저장한다.

⑥ 불량 선별: 성형물 중에서 불량품을 선별하여 송곳으로 내용물을 파낸 후 여과체로 여과하여 저장한다.