화장품용 원료로서의 각종 유지(油脂)-식물유, 동물유

1. 유지류

유지류는 기름 및 지방류를 간략화하여 칭한 것으로 때로는 왁스류를 포함한 총칭으로서 사용된다. 유지는 화학구조상 지방산과 글리세린과의 에스테르(글리세리드)이기 때문에 지방산에 고급알콜이 결합한 왁스류와는 좀 다르다고 할 수도 있다. 또 화장품 원료로서 유동 파라핀과 바셀린 등도 일반적인 호칭으로서 유지라고 부르지만 이들은 전부 불검화성 물질이며 동식물성의 유지류와는 본질적으로 다르기 때문에 별도로 구분하겠다.

 

1-1. 유지의 조성과 분류

유지는 자연계에서 존재하는 동·식물체에서 얻어지며 각종 지방산이 여러 종류의 비율로 혼합된 혼산기(混酸基)의 글리세린이다. 물리적 및 화학적인 성질에 있어서 각각의 유지 특유의 특징을 가지고 있다. 유지를 채유원료(埰油原料) 및 성질로 분류하면 아래와 같다.

 

1) 식물성 오일

식물류는 자연계의 식물에서 얻어지는 지방이며 상온에서는 액상의 것을 말하지만 그 호칭과 실제와는 일치하지 않는 경우도 있다. 말하자면 야자유 및 팜핵유는 원산지인 열대지방에서는 상온에서 액상이지만 일본에서는 여름 외에는 고체이므로 일반적으로 식물유로 분류되어 있다.

 

(1) 건성유(Drying Oil): 아마인유, 들기름, 해바라기유 등 - 옥도가 130이상

(2) 반건성유(Semi Drying Oil): 면실유, 대두유, 참깨유 등 - 옥도가 100~130

(3) 불건성유(Non Drying Oil): 올리브유, 동백나무유, 피마자유, 산다화유 등 - 옥도가 100이하

 

화장품 원료로서 일반적으로 사용되고 있는 것은 불건성유가 대두분이고, 건성유는 사용하고 있지 않다.

 

2) 동물성 오일

자연계에 있어서 동물체에서 얻어지는 기름이며, 이들도 다음 3가지로 구분한다.

(1) 육산 동물유: 난황유, 밍크유, 번데기유 등

(2) 해산 동물유: 대구간유, 자라유 등

(3) 식물성 지방: 카카오유, 야자유, 팜유, 팜핵유

(4) 동물성 지방: 돼지기름, 양지 (그러나 화장품 원료로서 동물지는 거의 사용치 않음)

 

1-2. 화장품용 원료로서의 유지

식물성 유지는 화장품용 유지 원료로서 가장 넓게 사용되고 있는 원료의 하나이고 사용의 역사는 다른 유지원료에 비하여 대단히 오래 되었다.

화장품 원료로서의 유지는 자연계에서 채취된 것을 고도의 탈색, 탈취 따위의 정제 공정을 거쳐서 사용되고 있으나 원료에 따라서는 수소 첨가한 것. 이른바, 경화제로서 사용하는 경우도 있다.

이것에 반해 동물성 유지는 식물성과 비교하여 색상 및 냄새가 나쁘므로 종래에는 그 사용범위도 한정되어 사용량도 적었다. 특히, 해산동물류는 고도의 불포화지방산이 주성분이기 때문에 요오드가(價)가 160~190으로 높으며, 수소첨가하든지 혹은 그 유효 성분만을 분별하여 사용하는 일이 많다.

유지류는 각자가 소유한 성질, 구조, 성분 등을 이용하여 모든 화장품류에 사용되고 있으나 이들의 사용목적을 열거하면 다음과 같다.

 

* 피부 및 모발에 대하여 유연성, 활택성(광택)을 부여한다.

* 피부면에 있어서 마찰 효과를 준다.

* 피부면에 와수성 피막을 형성하고 외부에서의 유해물의 침입을 방지한다.

* 한냉시에 있어서 피부 표면에서의 수분의 증발을 억제한다.

* 자외선 방지제, 비타민류 기타 특수 성분의 용매로서 사용된다.

* 과지방제로서 피부를 보호한다.

* 유지의 종류에 따라서 비타민의 소스로서 이용된다.

 

화장품용 원료유지로서 특히 그 사용이 제한되고 있는 인자는 앞에서 색상과 냄새이지만 특히 냄새는 다음의 4가지가 있다.

* 글리세리드 그 자체의 원래 냄새

* 글리세리드의 변화 물질에 따른 냄새

* 유지에 종속적으로 존재하는 물질에 부여되는 냄새

* 수소 첨가라든지 탈색, 정체 따위의 가공 공정에 따라서 새로 만들어진 유지 중에 발생된 냄새

 

최근의 유지 정제 기술은 상당히 진보되어 왔으므로 신선한 유지는 어유와 같은 특수한 것을 제외하고는 거의 화장품용 원료로서 사용하기 힘든 것이 별로 없었으나 다만 경시변화에 따른 냄새가 심하여 상품가치를 손상시킬 우려도 있다.

이것은 유지의 산패의 현상에 의한 것으로 공기, 일광, 수분 및 미생물 따위의 존재에 의하여 일어나는 현상이지만 특히 화장품의 경우에는 메이크업 제품과 같이 안료(특히, 무기안료)가 공존하면 그 변질의 속도가 보다 빠르게 되므로 사전에 주의를 요한다.

색상에 대해서도 사용하는 제품에 따라서 상품 가치를 현저하게 저하시키는 경우가 있다. 일반적으로 합성된 글리세리드는 무색 또는 그것에 가까운 색상이지만 천연 자원에서 채취된 것은 여러 가지의 유색 물질을 함유하고 있다. 유지의 색상은 원료의 종류 및 저장 기간, 채유법에 따라서 다르고 일반적으로 채유법에 있어서는 추출법에 따라서 얻어진 유지도 냉압의 것은 온압의 것과 비교하여 담색이다.

 

1-3. 식물유

1) 피마자유(Caster Oil)

무색 또는 담황색 점도가 있는 유지이며 약간 특이한 냄새와 맛을 가지고 있다. 피마자유에는 존재하지 않으나 종자 중에는 리신이라고 하는 유동성의 알카로이드 및 리파아제를 함유하고 있다. 피미자유는 알코올 및 빙초산에 가용성이나 벤젠, 석유에테르, 유동파라핀에는 난용성이다.

* 비중: 0.945~0.965, 굴절율: 1.479, 산가(유리지방산): 4.0이하

* 검화가(지방산의 분자량에 반비례): 176~187

* 요오드가(이중결합, 불포화지방산): 81~90

* 아세틸가(유지속의 -OH함량): 146~154

구성지방산은 포화지방산(스테아린산 및 디옥시스테라인산)2~3%, 리시놀레이산 80~85%, 올레인산 3~9%, 리놀산 2~3%이다. 피마자유는 식물성 유지 중에서 점조도가 높은 일, 또는 그 지방산 중에 히드록시기가 존재하는 일, 브로모 애시드(Bromo-acid 립스틱용 염료)의 용해성을 가진 일 따위의 특성을 갖추고 있어 립스틱용 기제로서는 중요한 요소를 가지고 있다. 유는 동용량의 95% 에칠알콜에 용해되나 피마자유-에칠알콜-물의 3성분계에 있어서 상호 용해성은 다음과 같다.

알콜농도(wt%)	피마자유 용해도(wt %)
70.2	0.2
81.0	1.0
85.0	5.0
87.8	20.0
88.8	25.0
89.2	35.0
89.8	45.0

<알콜 용액에서의 피마자유의 용해도>

 

피마자유가 식물성 포마드의 중요한 원료로서 오래 전부터 사용되고 있는 일은 잘 알려져 있으나 특이한 냄새를 가진 일이 결점이며 이 목적에 사용하려면 고도의 정제된 탈취 피마자유를 사용해야 한다. 피마자유는 그 특성을 살려 화장품용의 유지 원료로서 사용되어 왔으나 그 반면 특성 때문에 발생되는 결점이 없다는 것은 아니다. 점도가 높기 때문에 두발용 제품으로서의 사용감이 현대적인 센스에 매치되지 않는 일, 사용할 때에 있어서 마찰이 크기 때문에 연전성이 부족한 것, 립스틱 제조 시에 있어서 안료와의 혼화성이 느리다는 단점이 있다.

 

2) 경화유(Hydrogenated Oil)

동식물 유지에 니켈 등의 촉매를 가하여 수소를 송입하는 것에 의하여 원료 유지 중의 불포화부(이중결합)의 일부 또는 전부를 포화시키는 공정을 경화 또는 수소첨가라고 하고 경화된 제품을 경화유 혹은 수첨유라고 한다. 일반적으로 경화유는 백색이며 약간 냄새가 있는 고체로 원료 유지의 취기를 억제하고 융점을 높이는 목적으로 만들어진다. 화장품 원료로서 사용되는 것으로는 피마자유, 야자유, 카카오유, 터틀유, 밍크유 등의 경화유로 그 중에서 경화 피마자유는 사용 역사도 오래되어 유명하다. 경화 피미자유는 일반적으로 Caster Wax라고 불리며, 융점 80℃이상의 고체로 그 주성분은 12-Hydroxy stearic acid이다. 그러나 수소첨가의 정도를 가감한다면 융점은 잦은 점도인 paste상의 것도 가능하다.

 

3) 올리브유

올리브유는 불건성유의 대표적인 유지이며, 올리브과실에서 채취한다.

구성 지방산은 올레인산이 79~86%로 많이 함유되어 있고, 그 외에 리놀산은 4~12%, 팔미티산은 7~15%이 함유되어 있고 소량의 스테라인산, 미리스틴산이 함유되어 있다. 화장품의 원료로서는 비누와 산탄오일에 사용되는 외에 피부에 대하여 에몰리언트한 감촉을 주므로 마사지 오일, 각종의 크림, 두발류 등에 사용되고 있다. 또 특수한 용도로서는 이것이 황산화하여 헤어 bleach로서 사용하는 일도 있다.

• 비중: 0.910~0.916  

• 산가: 1이하

• 검화가: 186~194

• 요오드가: 79~88

• 불검화물: 1.5%이하

 

4) 아보카도유

아보카도유는 아메리카의 캘리포니아 주 혹은 플로리다 주에서 자라는 Persea americana mill의 과실에서 채취되는 기름이며, 10년 전부터 화장품의 원료로서 시장에 선보이기 시작했다. 구성 지방산은 불포화지방산이 많으며 올레인산이 63~77%, 리놀산이 6~11%이며, 그 외 포화지방산을 6.9~25% 포함하고 있다. 그 중에 중요한 것은 팔미티산이며, 리미스틴산과 스테라인산은 대단히 소량 포함하고 있다. 아보카도유는 그 특성 때문에 크림, 마사지 오일 등에 쓰이고 있으나 이러한 성질을 이용하여 그것자체는 피부에서의침투성이 없는 여러 종류의 활성 물질의 매체로서 쓰인다. 또 한 가지 특징은 카로틴(Provitamin A), 아스코르빈산(Vitamin C), 칼시페롤(Vitamin D) 등을 포함하고 있다는 것이다.

• 비중: 0.9133~0.9159

• 요소가: 70~94

• 아세틸가: 7.7~9.2

• 굴절율: 1.4692~1.4700

• 검화가: 129~197

 

5) 동백유

Camellia japonica(동백)의 종자에서 채취되는 오일이며, 두발용으로 주로 쓰인다. 주성분은 올레인산 글리세리드가 82~88%이며 이 외에 포화지방산(팔미틴산 및 스테아린산)의 글리세리드가 8~15%, 리놀산의 글리세리드가 3~4%의 올레인산을 포함한 유지로서는 올리브유 이상으로 적격이다.

• 비중: 0.916~0.917

• 굴절율: 1.468~1.469

• 산가: 2.0이하

• 검화가: 188~194

• 요오드가: 80~85

 

6) 면실유

면실유는 Gossypium hirsutum(목화)의 종자에서 채취되는 오일이며, 주산지는 미국, 인도, 이집트이다. 구성지방산은 포화지방산이 20~25%(팔미틴산이 대부분이고 19.6~21.9%), 불포화지방산이 70~78%(올레인산 23~35%, 리놀산 41~53%)이다. 그리고 그 체액이 상당히 함유되어 있기 때문에 0~5℃에서 응고한다. 그러나 냉각하여 고체산을 석출시켜 여과하여 제거하면 겨울에도 탁하지 않는 투명한 기름이 얻어진다. 화장품용 원료로서는 충분히 정제된 것이 쓰여지고 올리브유의 대표로서 선탠 오일 등에 사용되어지나 올리브유와 같은 성질을 갖진 않는다.

 7) 아몬드유

아몬드유는 편도의 핵에서 채취되는 것이며, 구성지방산은 불포화지방산이 대부분이며, 올레인산이 80~83%, 포화지방산(미리스틴산, 팔미틴산)은 4~5% 정도 포함된 것에 지나지 않는다. 올리브유와 비교하여 약간 불포화도가 높고, 응고점은 상당히 낮은 특성을 가지고 있으나, 올리브유와 같은 용도로 쓰여지고 있다.

 

8) 참깨유

참깨의 종자에서 채취되는 기름으로 구성지방산은 올레인산은 33~54% 및 리놀레인산 39~59%함유되어 있다. 다른 식물과 달리 천연의 산화방지제인 참깨유을 함유하기 때문에 현저하게 우수한 산화 안정성을 갖는다. 화장품에는 크림, 마사지 오일에 사용되지만 의약품으로서는 옛날부터 연고기제로 사용되고 있다.

 

9) 소맥배아유

밀의 배아에서 채취된 기름으로 그 지방산 조성은 리놀레인산 약 45%, 올레인산 약 30% 등 불포화지방산이 주체이지만 토코페롤(비타민E)의 함유량이 높기 때문에 산화 안정성이 높은 것과 비타민E효과를 기대하여 에몰리언트 크림에 사용된다.

 

10) 홍화유

잇꽃(홍화)의 종자에서 채취되는 기름으로 그 지방산 조성으로서 리놀레인산 76~79%, 올레인산 12~20%를 함유하고 특히 리놀레인산 함유량이 높기 때문에 건조성이 크다. 화장품에서 올리브유와 마찬가지로 사용되나 불포화도가 높고 산패되기 쉽기 때문에 산화방지제의 배합에 충분히 고려하여야 한다.

 

11) 쉐어버터

중앙 아프리카에서 산출되는 Butyrospermum Parkii Kotschy(sapotacea)의 종자 씨에서 채취되고, 상온에서 반고체(융점 33~42℃)의 유지이다. 지방산 조성은 스테아린산과 슬레인산을 주성분으로 하여 그 합계가 90% 가까이를 구성하고 있다. 또 쉐어버터의 큰 특징은 불검화물 3~10%정도로 많고, 그 중에 계피산 에스테르를 함유하기 때문에 275nm에 최대 흡수율을 나타내고 일광 보호의 역할을 다하고 있다. 화장품 용도는 카카오유와 동일하며 이외에 크림기제로서 안정성이 우수하고 특히 W/O형 에멀전의 유화에 적당하다.

 

12) 포도씨유

포도의 종자에서 채취되는 기름으로 그 구성 지방산은 대배분은 리놀레인산으로 68~78%에 달한다. 식물유 중에서도 토코페롤은 100g당 29~75mg을 함유하며, 피토스테롤은 100g당 290~580mg으로 비교적 함량이 높으면서 안정성도 우수하다. 또 지방산 조성과 그 구조에 있어서 포도씨유는 특유의 -palmito-, -dilinoleo-glycerides의 혼산기 구조는 물과의 친화성을 향상하고 그 사용감이 부드러워 불쾌한 유분감을 주지 않는다. 이와 같은 성질은 크림, 유액 등의 기제중, 에몰리언트제, 샴푸, 헤어린스, 헤어트리트먼트 등의 과지방제, 메이크업제품의 결합유제로서 꼭 알맞고 선탠오일, 에몰리언트 오일의 기제로서도 적당하다.

 

13) 마카다미아넛유

호주 원산지의 마카다이아의 과실에서 얻어지는 기름이다. 구성 지방산으로는 올레인산이 55~60%로 가장 많은 비중을 차지하고 팔미틴산은 약25%정도 함유하고 있는데 이 역시 다른 식물유에는 보이지 않는 특징이다. 이 특성이 피부에의 친화성을 향상시켜 유분감을 주지 않기 때문에 최근 스킨 케어 제품의 유성기제로서 사용되고 있다.

 

14) 로즈힙씨드유

남미나 유럽에서 생육하는 로즈힙의 씨에서 얻어지는 기름이다. 종래 화장품에서 사용되고 있는 식물유와 비교하여 리놀산 및 리놀레인산의 함량이 약80%로 상당히 풍부하며 요오드가도 170~190으로 높은 건성유에 속한다. 이 때문에 피부의 습윤성, 염증의 억제, 세포 조직의 재생에 효과가 우수하다.

                                                                                                             

4. 동물유

동물유도 육지 동물유와 해양 동물유는 그 성질과 성분이 다르지만 화장품용 유지 원료로서 사용되는 것은 적기 때문에 여기서는 함께 살펴보겠다.

1) 난황유

화장품으로서 시판되고 있는 난황유는 독특한 냄새와 맛을 가진 호박색 내지 갈색의 액체이다. 일반적으로 난황유는 광물성, 식물성 유지에 용해되고 물에는 불용이지만 물에서 강하게 진동하면 용해되어 분산되고 유탁액을 형성한다. 난황유 중의 구성 지방산은 올레인산을 40~82%로 주체로 하여 고체 지방산도 다소 포함되어 있으나 다른 유지와 달리 콜레스테린과 레시틴이 상당히 함유되어 있는 것이 특징이다. 그리고 난황유는 두드러진 유화성을 가지며 W/O형의 에멀전을 형성하는 경향이 있다. 또 난황유 중에는 많은 양의 레시틴 이외에 비타민A, B, C, D, E등이 함유되어 있어 고급 영양 크림에 쓰이곤 한다.

 

2) 거북유

바다 거북의 피하 지방 조직에서 채취된 유지로 정제한 것은 불쾌한 냄새가 있어 수소 첨가하여 사용한다. 터틀유는 피부에 대하여 우수한 침투성, 수렴성을 가지고 있으면 비타민A, D, F 등을 포함하고 있으므로 아스트리젠트 크림, 주름개선 및 노화 예방 제품 및 마사지 크림 등에 사용된다.

 

3) 밍크오일

밍크유는 밍크의 피하 조직에서 얻어지는 지방유를 정제한 것으로 거의 구성 지방산은 불포화지방산이 많으며 올레인산 37.1%, 리놀산 12.3%, 포화지방산으로서는 팔미틴산 12.2%, 스테아린산 9.1%, 미리스틴산 4.8%이다. 화장품용 유지원료로서 밍크유는 연전계수가 미네랄 오일의 3배에 가깝고 피부면에 도포한 경우에도 유분감을 가지지 않으므로 베이비 오일, 바스 오일, 선탠 오일 이외에 핸드로션이나 유액 등에 사용된다.

 

4) 기타

대구간유, 상어간유 등은 불쾌한 취가 있고 공기 중에 산패되어 착색되므로 화장품 원료로서 그대로 사용치는 않는다. 대구간유는 비타민A, D를 상당량 함유하고 있으며 상어간유는 스쿠알란을 다량함유하고 있으므로 각각 이런 유효 성분을 채취하여 에스테르화 또는 수소를 첨가하여 안정한 형으로 하여 사용하고 있다.

 

5. 식물지(脂)

1) 카카오지(카카오버터)

열대지방에서 자라는 카카오의 종자에서 채취되는 지방이다. 황백색의 고체 지방으로 산패하기 어렵고 약간의 코코아 냄새를 지닌다. 구성 지방산은 팔미틴산 23~25%, 스테아린산 31~34.5%, 올레인산 39~43%, 리놀산 약 2% 전후이고 이들 혼합지방산의 융점ㅇ느 47.5~52%이다. 카카오지는 특유의 에몰리언트성과 체온에 가까운 적당한 융점을 가지고 있기 때문에 화장품원료로서 오래부터 립스틱, 크림류에 쓰였으나 립스틱에 사용하는 경우는 처방에 따라서 브르밍(blooming)현상을 일으키기 대문에 지금은 그 사용이 제한되고 있다.

 

2) 야자유(코코넛오일)

야자유는 코코야자의 핵에서 채취되는 지방으로 백색 또는 미황색의 라이트 모양의 반고체이며 특이한 냄새와 맛이 있다. 구성 지방산으로는 포화지방산이 압도적으로 많고 라우린산 45~51%, 미리스틴산 16.5~20%, 팔미틴산 7.5~9.5%, 스테아린산 2.1~3%이며, 불포화지방산은 올레인산 5~8.2%, 리놀산 1~2.6%에 지나지 않는다. 저급 포화지방산의 함유량이 많기 때문에 특이한 냄새와 경시 변화 및 피부에 대한 자극성을 고려하여 일반 화장품에는 유성 원료로서는 거의 쓰이지 않으나 라우린산의 비누는 거품성이 좋으므로 샴푸 또는 화장 비누의 원료로서 일부 사용된다.

 

3) 목납

융점이 높고 왁스 같은 고체 때문에 일반적으로 왁스의 명칭으로 부르고 있으나 화학구조상으로는 명확히 지방이고 주성분은 팔미틴산의 글리세리드이다. 목납은 일본 특산 유지의 하나이고 지방에 따라서 여러 종류의 성질이 있어서 제품에 따라 약간의 차이가 있다. 표백된 목납은 백색 또는 미황색의 왁스 모양의 고체이고 구성 지방산은 팔미틴산 77%, 스테아린산 5%, 이염기산(일본산) 6%, 올레인산 12%, 리놀산 1%이하이다. 목납은 식물지로서는 융점이 높고 왁스같은 성질을 나타내므로 포마드, 치크, 립스틱 등에 사용된다.