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[최신연구] Soft-Coloring TiO2, 백탁현상, 사용감 개선 톤업 소재

백탁현상, 사용감 개선 자연스러운 피부톤 연출

자연스럽게 피부 연출하는 제3세대 톤업 소재 'Soft-Coloring TiO2'

 

1. 서론


베이스 메이크업 화장품은 은폐력, 색상, 광택 등의 요소가 포함된다. 이 중에서 은폐력은 피부의 바탕색을 은폐시키는 능력으로 커버력이라고 표현하기도 한다. 메이크업 화장품에서 은폐력은 백색 안료를 통해 구현하는데 굴절률이 높은 안료일수록 은폐력은 강하게 형성되며 은폐력은 피부의 잡티나 고르지 못한 피부 톤 등의 피부 결점을 가려주어 메이크업 시 균일한 피부 톤의 연출을 돕는다.

 

따라서 적절한 은폐력은 피부의 결점보정, 톤업 등의 효과를 나타내며 은폐력이 부족할 경우 메이크업 제품의 고른 피부톤의 연출이 되지 않는다. 또 피부의 모공, 반점, 기미나 잡티 등이 제대로 가려지지 않게 된다.

 

반면, 과도한 은폐력을 가질 시 백탁현상을 일으키며 이는 화장품 도포 부위의 피부가 하얗게 뜨게 되면서 부자연스러운 피부 표현의 원인이 될 수 있다. 또 높은 굴절률으로 은폐력을 주는 백색안료들은 화장품에 적용 시 거친 발림성으로 인해 사용감 저하의 원인이 된다. 따라서 메이크업 화장품에서 은폐력을 적절히 주는 것은 매우 중요하며 은폐력을 형성하는 백색안료를 선정하는 것은 쉽지 않은 일이므로 메이크업 제품 개발 시 많은 노력이 필요하다.

 

2. Soft-Coloring TiO2


앞에서 언급한 이유를 바탕으로 베이스 메이크업 제품류에 적용 시 자연스러운 메이크업을 연출하고 기존 백색안료 대비 우수한 사용감을 갖는 안료 소재를 개발 했다. 개발하기에 앞서 화장품에서 주로 사용되는 두가지 안료의 특성을 살펴봤다.

 

먼저 은폐력을 형성하는 데 가장 널리 사용되는 백색 안료는 빛을 굴절시킨다. 즉, 입사광이 안료에 닿으면 굴절, 반사, 회절 등의 산란 과정을 통해 은폐력을 형성한다. 반면, 펄 안료의 경우 입사광이 안료에 닿으면 표면반사, 내부반사, 투과 등의 과정을 통해 색이 표현된다. 다만 펄안료는 반사를 통해 광택을 형성하며 이러한 광택이 과도할 경우 백색안료와 마찬가지로 부자연스러움을 연출할 수 있다.

 

이러한 이유로 개발된 신규 안료는 굴절률이 높은 백색안료를 기반으로 하여 기본적인 은폐율을 형성하고자 했으며 여기에 펄안료(진주광택안료)의 특징인 반사와 투과 효과를 부여하고자 했다. 즉, 굴절률이 높은 백색안료의 표면에 가수분해 반응을 이용해 펄안료와 같은 표면 형태로 개질했다. 이와 같은 표면 개질은 자연스러운 피부를 연출하는 효과를 기대할 수 있다.

 

· 화장품표시명칭 : 티타늄디옥사이드
· INCI : Titanium Dioxide/CI 77891 · 권장용도 : 착색제
· 권장사용농도 : 1.0% ~ 25%

 

그림1 Soft-Coloring TiO2 모식도

 

 

3. 실험 방법


3-1. 표면개질


먼저 백색안료로 사용되는 TiO2를 분산시킨 후 TiCl4 용액을 20%와 50%를 각각 적용해 표면개질을 진행했다. 이 후 NaOH 수용액을 통해 가수분해 처리 했으며 표면개질된 TiO2는 세척/건조 과정을 통해 정제했다.

 

3-2. 사용감 평가


사용감 평가는 마찰계수 측정기를 통해 측정했으며 8회 반복해 평가했다. 측정된 마찰계수가 낮을수록 피부에서 도포 시 낮은 저항으로 인해 부드러운 사용감을 보여줬다.

 

3-3. 백탁도 확인


Soft-Coloring TiO2의 백탁도를 확인하기 위해 10% 의 농도로 안료를 분산시켰다. 분산된 안료는 이미지 분석법의 밝기 값을 통해 확인했다.

 

4. 실험 결과


4-1. 표면개질 확인


먼저 표면개질이 잘 이루어졌는지 확인하기 위해 투과 전자 현미경(TEM : trans-mission electron microscope) 통해 이미지를 확인했다(그림2). 분석 결과, 일반적인 백색 TiO2와 비교해 살펴보면 표면에 얇은 층이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 표면개질이 적절히 진행됐음을 확인할 수 있었다.

 

그림2 Soft-Coloring TiO2의 현미경 분석

 

 

4-2. 사용감 개선 효과


Soft-Coloring TiO2의 사용감 평가를 위해 마찰계수를 측정했다. 측정은 Touch Meter를 이용했으며 마찰 계수는 마찰력을 수직항력으로 나누어 계산했다. 측정 결과, Soft-Coloring TiO2의 마찰계수는 20% 표면개질 시 약 10.1%, 50% 표면개질 시 약 27.96% 감소하는 것을 확인할 수 있었다(그림3). 백색안료 TiO2은 거친 사용감으로 화장품의 사용감 등 심미성을 떨어뜨리며 발림성이 약해 화장이 뭉치거나 고르게 도포되지 않는 현상 등을 일으킬 수 있다.

 

따라서 이러한 결과는 Soft-Coloring TiO2의 경우더 좁은 접촉면적을 형성해 마찰계수를 감소시킴으로 사용감을 향상시키며 백색안료로 인해 화장이 뭉치는 현상을 감소시킬 수 있음을 확인했다.

 

그림3 마찰계수 측정결과

 

 

4-3. 백탁도 개선 효과


백색 TiO2, Soft-Coloring TiO2(20% 표면개질) Soft-Coloring TiO2(50% 표면개질), 백탁이 거의 없는 나노 TiO2와 백탁도를 비교했다. 실험 결과, SoftColoring TiO2(20% 표면개질)은 기존 백색안료 대비 약 14.29% 백탁현상이 감소했으며 Soft-Coloring TiO2(50% 표면개질) 기존 백색안료 대비 약 41.95% 백탁현상이 감소함을 확인할 수 있었다(그림4). 이러한 결과는 Soft-Coloring TiO2는 과도한 백탁현상을 줄여 자연스러운 피부연출이 가능함을 말한다.

 

그림4 백탁도 측정결과

 

 

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