[코스인코리아닷컴 신보경 기자] 최근 화장품 산업은 저분자 계면활성제를 사용하지 않고 유화 제품을 개발하고자 하는 도전적인 시도가 다각적으로 이뤄지고 있다. 이 같은 현상이 기초 스킨케어제품 소비에 있어서 특히 민감하게 반응하고 있는 데에 대해 김진웅 성균관대학교 화학공학부 교수는 “기존 계면활성제를 이용하지 않고 안전한 에멀젼(유화액 : 에센스와 크림의 중간)을 제조할 수 있는 새로운 접근들이 필요하다”고 진단했다.

5월 27일 서울 코엑스 컨퍼런스룸 307호에서 코스인(대표 길기우) 주관으로 열린 ‘제8회 기능성화장품 연구개발(R&D) 이노베이션 포럼’에 참석한 김진웅 교수는 “특히 얼굴 피부 등에 직접 닿는 스킨케어 제품내 화학성분 함유 배제에 대한 수요가 높아지는 데에 이른 바 ‘화장품 유해성분 무(無)첨가, 성분 프리(Free)’를 주목해야한다”고 이 같이 밝혔다.

화장품 연구개발 마케팅 전문저널 코스메틱저널코리아(CJK) 창간 7주년을 기념해 진행된 이번 ‘기능성화장품 연구개발 이노베이션 포럼’은 8회째로 대한화장품학회, 한국피부임상연구센터 후원으로 개최됐으며 글로벌 화장품 연구개발 동향과 혁신적인 신소재, 신기술 연구개발 동향을 공유했다.

이날 온-오프라인으로 진행된 포럼은 김주덕 성신여자대학교 뷰티산업학과 교수와 임미혜 대전대학교 뷰티건강관리학과 교수가 좌장을 맡아 진행에 나섰으며 오후 2시부터 5시 30분까지 개최된 가운데 업계, 학계 등 관계자 100여 명이 참여했다.

# ‘Free(성분배제)' 주목 화장품산업, ’무계면활성제 개발‘ 도전 '긍정적'

먼저 김진웅 교수는 현재 국내외 화장품기업에서 ‘계면활성제’를 비롯한 독성물질을 배제하는 것을 필수로 두는 것을 언급하며 그 중심에 ▲PEG-Free ▲GMO-Free ▲Heavy Metal Free ▲Paraben-Free(파라벤 프리) 등의 주요 성분배제 기조를 공개했다.

대표적인 해당 기조들에 대해 김진웅 교수는 “▲PEG-Free는 이른 바 ‘발암물질 의혹 논란’이 인 ‘다이옥산(dioxane)’ 등 일부 독성물질을 피부접촉에서 아예 배제하는 것을 필두로 나왔고 ▲유전자변이 GMO-Free는 먹는 등 섭취물은 가능하지만 역시 피부 도포는 직접적인 접촉은 불가능하다는 기조가 더욱 강해지고 있다”고 짚었다.

다만, 해당 기조가 산업계 전반에 핵심 키워드로 자리한 데에서는 “본질적으로 계면활성제 없이 유화 전략을 설계하고 개발하는 것은 어렵다. 하지만 이 같은 변화는 새로운 연구를 향한 도전욕구를 일깨워줘 이후 ‘블루오션’을 찾는 데에 계기가 될 수 있다”고 부연 설명하기도 했다.

# 무계면활성제 유화전략 : 양수성 ‘판형 입자화’ 물, 오일로부터 분리 활용한 ‘에멀젼 안정화’

이어 김진웅 교수는 현재 제품 내 함유여부에 논란이 이는 ‘계면활성제 입자구조’를 분석하며 물질의 나노입자의 접촉성에 주목했다. 김 교수는 “계면활성제의 입자를 분리해 살폈을 때 물질이 물 등 여타 성분과의 상호 접착에 주목해 활성제 요소보다도 물(H2o)의 양을 늘려 제품 내에 함유량을 감소케 하는 ‘유화 전략’을 생각해볼 수 있다”며 이 같이 밝혔다.

유화(乳化) 전략은 ‘융합되지 아니하는 두 가지의 액체에 계면 활성제를 넣어서 섞고 한쪽의 액체를 다른 쪽의 액체 가운데에 분산해 유제(乳劑)를 만드는 조작’을 일컫는다. 여기서 ‘유제’는 ‘액체에 액체 방울 또는 액정이 분산되어 있는 콜로이드계, 우유, 라텍스, 그리스, 버터, 크림’ 등으로 분류되는데 ‘에멀젼(emulsion)'도 이에 해당된다.

이 과정에서 김 교수는 “물과 융합될 무계면활성제 입자는 ‘판형 입자’와 ‘구(원형) 입자’를 거론하며 두 개의 입자 중 ‘판형 입자’가 유화전략에 있어서 좀더 유용하다는 점을 발견했다”고 전했다.

아울러 계면활성제 판형입자의 친수성(親水性)과 소수성(疏水性) 등 양수성을 부여해 입자간의 분해를 가능케 하는 등 이후 젤 형태의 ‘에멀젼'을 개발할 수 있다는 전망을 제시했다. 또 앞서 언급한 판형입자가 친수성을 띠고 분해과정에서 발생하는 고체화에서 나타나는 ’코아세르베이션(Coacervation)'에 주목해 고성능 고분자가 일어나는 데에 ‘젤라틴 캡슐’로 개발해낼 수 있다고 짚기도 했다. 특히 앞서 물에 양반응하는 부문 중 물에 반대되는 성질을 활용해 성분의 일부를 오일(기름)로 분리케 해 함유량을 줄이는 또 다른 유화전략도 제시됐다.

# 유화전략 개발 핵심 ‘친환경 고성능 계면활성제 개발’

주제발표 말미에 현재까지의 유화전략의 방향성과 향후 전망에 대해 김진웅 교수는 ‘피커링 에멀젼’의 시스템에서 특히 에멀젼 생성에 있어서 소숫성(疏水性 : 물에 친하지 않은 성질)에  주목해 O/W형 에멀젼의 안정화를 더욱 추진하는 연구를 지속하겠다는 계획을 밝혔다.

특히 김 교수는 “물에 친하지 않은 소수성으로 변형된 셀룰로오스 나노피브릴에 의해 안정화되는 화학적 면모를 기반해 해당 연구에서 개발된 친환경 고성능 계면활성제 개발에 더욱 박차를 가하겠다”고 강조했다. 이어 김 교수는 “셀룰로오스 계면활성제. 아울러 계면 활성제가 없는 유화, UV 차단 유화 제형, 세라마이드 캡슐화 등 유화 시스템을 바탕으로 피부 친화적인 복합 스킨케어를 위한 친환경 기능성 제품개발의 새 물꼬를 틀 수 있도록 노력할 것이다”고 전했다.

한편, 이날 포럼은 ▲김진웅 성균관대학교 화학공학부 교수를 포함해 ▲강학희 한국콜마 기술연구원 고문 ▲이동훈 서울대학교 의과대학 피부과학교실 부교수 ▲황재성 경희대학교 유전생명과학과 교수 ▲이승훈 현대바이오랜드 연구소장 ▲부용출 경북대학교 의과대학 교수 등 학계, 업계 전문가들이 주제발표에 나서 다양한 최신 기능성화장품 연구개발 내용을 공유했다.