화장품원료 산화방지제

1. 산화방지제(Antioxidants)

화장품은 유지와 왁스류를 비롯하여 계면활성제나 향료 등으로 이루어지는데, 이 중에 불포화 결합을 갖고 있는 화합물, 특히 불포화 결합을 2개 이상 갖고 있는 유지류는 산화되기 쉽다. 

그리고 화장품의 경우는 반응 생성물인 저급의 산 및 알데히드 등이 산패로 인해 냄새가 나거나, 또 자극 등의 안전성의 문제의 원인도 된다. 이와 같이 화장품의 품질을 저해하기 때문에 이 산화반응을 억제하기 위하여 산화방지제를 첨가할 필요가 있다.

최근 피부 구성 성분의 항산화의 중요성이 지적되고 있다. 항산화제는 화장품 소재의 산화안정성의 보증뿐만이 아니라 자외선 조사나 노화에 따른 피부 성분의 항산화라고 하는 의미에서도 중요하다.

 

 

1) 자동 산화의 반응 메커니즘

산화반응의 종류는 대기중 산소에 의한 라디컬 메커니즘으로 진해이되는 자동 산화반응과 오존, 일중항 산소 등의 비라디컬 산화반응으로 진행되는 것으로 나눌 수 있다. 자동산화반응은 대기중 산소가 관여한다는 것, 연쇄 반응 메커니즘으로 진행된다는 것이 특징이며, 유지 등의 화장품 소재의 항산화라는 입장에서 보면 가장 문제가 되는 반응이다. 자동산화반응은 열, 빛(자외선) 금속(특히 철, 구리) 등의 인자로 인해 촉진된다. 

아래 표는 자동산화 반응의 메커니즘을 나타낸것이다.

 

2) 화장품 소재의 항산화

화장품을 구성하는 화장품 소재의 산화를 방지하기 위해서는 자동산화반응의 방지가 중요하고 1)항에 나타낸 연쇄개시반응, 연쇄이동반응을 억제할 필요가 있다. (1)식, (2)식 반응을 억제하기 위해서는 냉암소에 보관할 것, 또 자외선 흡수제도 유효하다고 생각된다. 또한 과산화물이 라디컬원이 되기 때문에 그것을 비라디컬적으로 분해하는 것도 유용하다. (3)식의 반응을 억제하려면 킬레이트제를 이용할 수 있다. 산소는 연쇄반응에 관여하므로 이것을 제거하는 것도 유효하다.

라디컬 발생을 억제하면서 동시에 생성된 라디컬을 가능한한 빨리 포착하여 연쇄반응을 막음으로써 (5), (6)식의 진행을 억제한다. 이 범주에 들어있는 화합물을 협의의 의미로 산화방지제라고도 한다.

 

예를 들면 토코페롤, BHT, 몰식자산 에스테르류 등이 있다.

또 상기의 산화방지제를 단독으로 사용할 때보다 혼합해서 사용하는 편이 다른 메커니즘에 의한 산화방지 효과도 기대할 수 있고, 결과적으로 효과가 커지는 경우가 있다. 이것을 상승효과라고 하고, 이 원이를 응용해서 몇 종류의 산화방지제와 보조제를 혼합한 제품이 시판되고 있다.

산화방지 보조제로서는 인산, 구연산, 아스코르빈산, 말레인산, 말론산, 호박산, 프말산, 케파린산, 헥사메타포스페이트, 피틴산, EDTA등이 있다.

이중에서 화장품에는 자극, 독성, 착색의 문제를 고려하고 또 이따금 물이 존재하는 경우가 있으므로 oil-Water계 중에도 첨가 가능하고 효과적일 필요가 있다.

산화 방지제의 효력은 그 자체가 산화되기 쉬운지, 즉 탈수소되기 쉬운가에 따라 산화환원 전위를 이용하여 설명된다.

화장품에 첨가되는 산화방지제의 종류와 양은 적당한 실험을 실시한 후 결정해야한다. 산화방지제의 효력시험법으로서는 AOM(Active oxygen method), Schaal oven test, 산소흡수법, 자외선 조사법, 가열시험 란시매트법 등이 있다. 모두 가속 조건하에서 실시하므로 실제로 사용할 경우, 이것과 병행한 결과가 나타날지를 보기 위하여 저장 테스트를 실시하여 비교하는 편이 좋다.

 

산화를 방지해서 화장품의 품질을 유지하고 안정화를 위해서는 적당한 산화방지제의 종류 및 양을 선택하고, 산화를 촉진하는 불순물을 포함하지 않은 고품질의 원료선택, 적절한 취급과 금속과 같은 산화촉진제의 혼입을 피하기 위한 주의가 필요하다.

 

3) 피부의 항산화

피부의 산화반응에는 일중항산소가 중요한 역할을 하고 있다고 여겨진다. 피부상에 발생한 일중항산소는 지질과 반응하여 과산화지질을 생성한다. 일단 생성된 과산화지질은 1)항에 나타낸 라디컬 연쇄반응에 의해 피부에 과산화지질을 축적시키고 동시에 피부 내부에도 산화의 악영향을 끼치는 것으로 알려져있다. 피부에는 그 자체의 항산화 시스템이 존재하나, 그 방어 능력을 뛰어넘는 강한 ㅅ느트레스나 미약해도 반복되는 스트레스에 대응하기 위하여 항산화제를 함유한 화장품의 적용이 유효하다.

피부의 항산화를 고려하여 먼저 일중항산소에의 대응이 일의적일 필요가 있고, 피부 산화의 최초 단계를 방지할 필요가 있/다. 일중항산소 소거 반응성이 우수하고 안정성 및 색, 냄새에도 우수한 생체 관련 성분인 티오타우린은 피지 항산화제로서 화장품 응용에의 유용성 유효성이 보고되고 있다. 그 외에도 종전부터 토코페롤, 아스코르빈산 및 그의 유도체가 항산화 작용을 기대하여 널리 응용되고 있다.